国家航天局发布天问一号着陆过程两器分离和落火影像

　　新京报快讯 据“中国探月工程”消息，2021年5月19日，国家航天局发布我国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。图像中，着陆平台和“祝融号”火星车的驶离坡道、太阳翼、天线等机构展开正常到位。

　　图1前避障相机图像（图中着陆平台、坡道可见）

　　图1由火星车的前避障相机正对火星车前进方向拍摄。图中可见坡道机构展开正常；图像上部的两个伸杆为已经展开到位的次表层雷达；前进方向地形清晰。为获知火星车前进方向更大范围的地形信息，避障相机采用大广角镜头，在广角镜头畸变的影响下，远处地平线形成一条弧线。

　　图2导航相机图像（图中车体、定向天线可见）

　　图2由导航相机拍摄，镜头指向火星车尾部。图中可见火星车太阳翼、天线展开正常到位；火星表面纹理清晰，地貌信息丰富。

　　由环绕器的监视相机拍摄的着陆巡视器分离过程图像

　　5月15日，天问一号任务着陆巡视器成功软着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区后，火星车建立了对地通信。5月17日，环绕器实施第四次近火制动，进入中继通信轨道，为火星车建立稳定的中继通信链路，陆续传回图像数据。目前，火星车正在开展驶离着陆平台的准备工作，将择机驶上火星表面，开始巡视探测。

　　延伸阅读

　　天问一号遭国外质疑登陆火星3天 为何还没有传回照片到地球？

　　2021年5月15日，中国的首次火星探测任务——天问一号火星探测器，成功登陆在火星乌托邦平原。

　　很多人就很好奇，甚至还有国外网友质疑，为什么已经过去了整整3天，祝融号火星车为何还没有驶出并传回照片？

　　大家要知道，天问一号项目从发射，到火星轨道，到之前没进入火星轨道就采访了任务设计师，到项目命名都是公开的。没必要掩饰失败。我们萤火一号失败不也公开了吗。长5遥2失败也没掐信号。

　　天问一号的通信网络

　　那既然成功了，为什么还没有照片，火星距离地球最近都要为5500万公里,而电磁波传播的速度大约是30万公里/s，所以会存在延时。

　　另外就是，目前祝融号和天问一号轨道器还没有建立通信链路，而是采用直传地球的方式，中国科学家为火星车设计了超高频(UHF)、X频段两种不同频率的数传链路，所以根据这两种频段的特性，祝融号有两种通信数传机制：一是X频段直接对地通信，二是器间通信（UHF为主，X频段为辅）。

　　X频段链路采用可转动式定向天线，可以实现直接对地传输，虽然直接对地通信持续时间长，但数传速率极低，仅为16bps，也就是说，每秒钟只能传输16个字节，其主要用于传输一些关键传感器数据，便于地面人员判断工作状态故，传输图像啥的是不可能的。

　　虽然它也可以实现对环绕器的数传，数据率相对较高，但存在天线指向控制需求，当环绕器位于近火弧段时，由于其方位角和高度角快速变化，对火星车定向天线提出了更高的指向控制要求。

　　而UHF链路作为主用数传链路，实现对环绕器的数据传输，数据率适中，但传输距离有限，只有当环绕器处于近火弧段时才能进行数传。出于简单方便考虑，UHF天线通常设计为固定天线，没有自主指向控制需求。

　　所以环绕器和着陆巡视器通过UHF中继通信设备进行信息交互，着陆巡视器将分离后及着陆过程中的遥测信息通过UHF中继通信发送给环绕器，环绕器使用大口径高增益天线对地转发这些重要遥测数据，再经过17分钟左右的无线电波远距离传输时间，地面就可以收到这些重要的着陆过程信息。当然，我们在地球上需要建立巨大的深空通信天线网，才可以捕捉来自天问一号的微弱信号。

　　所以总结来说，安装在环绕器上的X频段深空应答机建立了环绕器与地面的通信链路，安装在着陆巡视器中进入舱上的UHF频段收发信机是建立与环绕器之间通信的关键，安装在“祝融”号火星车上的UHF频段收发信机和X频段深空应答机等产品建立了与环绕器的中继通信及对地通信。

　　这些通信链路共同在地球与火星之间构成了一个立体通信网络，让环绕器在环绕过程始终与地面保持测控通信，并在着陆巡视器下降着陆过程以及抵达火星表面后与环绕器开展中继通信、与地面开展测控通信。

　　什么时候能够传回照片

　　5月15日7时许，祝融号落火，环绕器在完成着陆过程的中继通信任务后，又在265×65000km×86.9º（轨道周期2sol）的停泊轨道上又飞行1圈。5月17日早上8:15左右，环绕器至近火点，进行第四次近火制动，将轨道变为周期为三分之一个火星日的中继轨道，这样一个火星日内，环绕器可为火星车提供一次近火点中继通信和一次远火点中继通信，为后续的巡视探测任务提供指令上注和探测信息传输服务。

　　所以祝融号在没有和天问一号轨道器建立通信链路之前，先采用采用直传地球的方式，优先回传工程数据，特别是着陆过程数据，以确保着陆器工作正常。

　　而照片和视频什么时候传回呢？照片与视频最早将于18日，祝融号和天问一号轨道器建立通信链路之后，上传给环绕器的数据，然后环绕器择机回传地球。大家千万不要着急。其中在近火点中继通信时，每次约8～10min，平均数传速率约38kbps，平均数传量20Mbit；在远火点中继通信时，每次约25min，数传速率约32kbps，数传量约50Mbit。

　　很多人会疑问，为什么毅力号照片传回来这么快，因为在火星轨道上的美国探测器很多，美国毅力号可以利用在火星轨道上的火星勘测轨道飞行器（MRO）和“马文”号进行信号中继，因此毅力号传输速度可以达到250Mbit，一次还能传8分钟，所以能够很快传回数据，而中国只有天问一号环绕器，所以就比较慢。

　　祝融号为什么还没有驶出

　　那为什么过去3天了，火星车还没有驶出进行工作，着陆巡视器安全着陆后，会进行桅杆、太阳翼、天线、车轮等机构的释放展开，随后火星车驶离着陆平台，而这每个环节都需要“定制化”的解锁分离装置来实现。为此中国航天人研制了两器连接解锁装置、背罩连接解锁装置、大底连接分离装置、火星车连接解锁装置等6项装备，这些关键部件实现了着陆巡视器与环绕器的连接解锁及分离功能，并在着陆后完成火星车与着陆平台的解锁分离。

　　在驶离着陆平台后，火星车会行驶到火星表面开展巡视探测。而目前，祝融号火星车正在进行“体检”，“体检”合格后，5月22日，它将会驶离着陆平台，开展巡视探测等作。

　　预计于5月28日，巡视器与着陆器还将进行两器互拍。届时，我们就能看到来自火星的壮美景观和五星红旗闪耀火星了。

　　所以我们不需要着急，干货还在后面呢？

　　总结

　　中国航天从来不怕失败，也不回避失败，天问一号之后，中国还会有天问二号、天问三号，到那个时候，在火星轨道的中国探测器越来越多，就能够提供360度无死角的信号覆盖，那个时候，中国也可以和美国一样，在最快时间收到火星的“来信”。

　　“祝融号”引外国科学家好奇 外媒这样评价中国太空探索

　　5月15日，中国“天问一号”火星探测器成功着陆火星，创造历史。对于这一创举，多家外媒及科学杂志进行了积极评价，不少专家甚至想为“祝融号”火星车规划路线，展现出了对此次火星探测及中国航天发展的浓厚兴趣。

　　图为“祝融号”火星车模拟图。 中新社发 中国航天科技集团五院 供图

　　“美国在火星上有伴了”

　　中国“祝融号”引发外国科学家好奇

　　美国《纽约时报》、澳大利亚广播公司(ABC)等媒体纷纷刊文，对中国的“探火”任务进行了详细报道。

　　《纽约时报》5月17日的报道以“美国现在在火星上有伴了”开篇，从任务内容、着陆点和着陆过程等角度，对中国此次“探火”进行了系统化的介绍和梳理。其还介绍了中国的火星任务以一首经典诗歌命名为“天问”，以及火星车以中国火神“祝融”命名等细节。

　　《纽约时报》指出，中国已经实现了一件只有两个国家——美国和苏联做过的事情：成功登陆火星。

　　英国《自然》杂志5月18日则刊发了一篇名为《为什么中国火星探测器的着陆点让地质学家们兴奋不已》的长文，文中列举了多名科学家对于“祝融号”火星车旅程的好奇。

　　资料图：图为祝融号着陆点。 张高翔 摄

　　来自美国亚利桑那大学的行星科学家阿尔弗雷德表示，他对公布的图像中一个凹坑锥体十分感兴趣，他已将其放在调查清单的“第一位”。据介绍，在航拍图像中可以看到，在“祝融号”西北方向约3公里处有一个凹坑锥体，报道指出，这可能是由熔岩或泥浆形成的火山。

　　由于在地球上，泥火山的出现与细菌产生甲烷有关，对此，香港大学行星科学家麦考尔斯基认为，它们在火星上的存在，可能有助于解释以前在火星大气中检测到的大量令人困惑的甲烷。

　　麦考尔斯基还表示，在图像中出现的浅层悬崖和波谷，让人想起了加拿大和西伯利亚的永久冻土区。这表明火星上的特征，也可能是由冰驱动的过程所形成的。

　　不仅如此，多个研究团队还在尝试为“祝融号”火星车规划路线。麦考尔斯基表示，“很多团队将尝试规划行程，你(火星车)将在什么时间内到达哪里，在90天的任务中完成尽可能多的目标。”

　　澳大利亚广播公司则在5月18日的一篇文章中，将中美两国的火星探测器就行了一个整体比较。其称，“祝融号”在着陆时采用了目前应用最广的反推悬停式着陆方案，这种方案虽然对地形要求较高，但技术的安全性也同样较高。

　　图为天问一号着陆火星效果图。 中国航天科技集团八院供图

　　外媒关注中国探索太空计划

　　“中国为人类知识库贡献更多力量”

　　“天问一号”携“祝融号”成功着陆火星，标志着“中国探索太空能力的不断增强”。而中国航天领域的未来动向，也愈发受到国际关注。

　　美国国家航空航天局(NASA)科学任务理事会主席托马斯·祖布钦(Thomas Zurbuchen)向中国表示了祝贺。“与全球科学界一起，我期待着这项任务为人类了解这个红色行星将做出的重要贡献”，他在社交媒体上写道。

　　英国广播公司(BBC)援引专家的话称，成功登陆火星给中国带来了巨大鼓舞，同时也证明“中国可以为人类知识库贡献更多力量”。

　　图为天问一号着陆火星效果图。 中国航天科技集团八院供图

　　《纽约时报》日前在题为《月球、空间站与火星：详解中国太空雄心》的文章中援引中方评价称，中国的火星探测任务，代表了“建设航天强国雄心的又一个里程碑”，未来将有更多潜在的阶段性成果。

　　该文章提到，“祝融号”将进行一系列实验，研究火星的地形、地质和大气。目标之一是更好地了解该地区冰的分布情况，“有助于给未来人类的访问提供支持。”

　　法新社此前也报道称，中国自1970年发射第一颗卫星以来，在航天领域取得了长足进步。

　　“中国在火星的成功着陆向世界证明，还有一个国家拥有先进的行星间空间探索能力”。独立分析人士、关于太空探索的新书《太空争夺》(Scramble for the Skies)的合著者纳姆拉塔·戈斯瓦米(Namrata Goswami)说。

　　另外，针对近期中俄宣布共同建设国际月球科研站，BBC称，此次合作，对双方都有相当重要的意义，“堪称中国航天史上最大规模的一次国际合作。”

　　来源：中国新闻网