“胖五”就位 下一站火星 我国计划于7月下旬到8月上旬择机实施首次火星探测任务

这是7月17日在中国文昌航天发射场拍摄的长征五号遥四运载火箭。新华社发

7月17日，长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区总装测试工作后，垂直转运至发射区，计划于7月下旬到8月上旬择机实施我国首次火星探测任务。作为目前我国现役运载能力最强的火箭，被亲切称为“胖五”的长征五号此次将迎来它的第四次发射。

为何“探火”任务要用“胖五”

那么，为什么说“探火”任务非“胖五”莫属？

长征五号运载火箭2006年由国家正式批准立项研制，2016年11月3日在中国文昌航天发射场成功首飞，可谓十年磨一“箭”。长征五号运载火箭外形巨大，总长约57米，箭体直径达到5米，而此前我国现役火箭箭体直径最大的只有3.35米，由于其显著粗壮的外形，被亲切成为“胖五”。

据了解，人类探测火星的方式与探测月球的方式基本类似，包括环绕探测、着陆探测、巡视探测、采样返回探测和载人登陆探测等五种。其中采用环绕探测方式可以对火星进行整体普查甚至是全球勘测；采用着陆探测和巡视探测方式可以对火星进行区域性详查；采用采样返回探测和载人登陆探测方式可以对火星进行区域性精查。但它们按前后顺序来说技术难度是越来越大，所以一般都采用循序渐进的方针，先进行环绕探测，然后进行着陆探测、巡视探测、采样返回探测，最终进行载人登陆探测等。

专家介绍，目前，人类在探月的历程中，这些探测方式都采用过，但每次发射基本上只采用其中的一两种探测方式。与月球探测相比，由于火星距地球的距离比月球距地球的距离遥远得多，探测火星的难度也比探测月球的难度大得多。因此，至今人类对火星的探测只采用过环绕探测、着陆探测、巡视探测方式，未来的目标是对火星进行采样返回探测和载人登陆探测，但难度、投资和风险都将很大。

航天科普专家钱航告诉记者，一次发射完成多种探测的好处是可以“少花钱，多办事”，但技术复杂，风险很大，所以一般很少采用。目前，只有美国成功实现过一次发射完成环绕探测和着陆探测。欧洲曾两次进行类似的火星探测活动，但都只完成了环绕探测，着陆探测均以失败告终。

“我国即将实施的首次火星探测任务，计划通过一次发射完成火星环绕、着陆和巡视三项任务，起点很高，同时也具有很大挑战性。”钱航介绍，发射深空探测器，需要运载火箭提供足够的发射能量，使探测器获得足够大的初始速度。在分离速度确定的条件下，重量越大的探测器，所需要的发射能量也越大。在长征五号火箭出现之前，当时运载能力最强的长征三号乙运载火箭，大约可以将两吨左右的探测器送入地火转移轨道，而长征五号运载火箭的地火转移轨道发射能力，超过了5吨。所以说“探火”任务，只有“胖五”能够胜任。

超强深空测控网全力保障“探火”

西安卫星测控中心近日对地面测控通信系统进行适应性改造，搭建起超强深空测控网全力保障我国首次火星探测任务。目前，改造工作与各项针对性测试工作已全面完成，性能指标满足任务需要。

根据计划，我国将于7月下旬到8月上旬择机实施首次火星探测任务，发射天问一号火星探测器。当探测器成功进入地火转移轨道后，西安卫星测控中心喀什深空站、佳木斯深空站将为其提供全程测控支持。

据介绍，火星探测器最远接近4亿公里的探测距离以及近7个月的地火转移时间，对测控通信系统而言将是前所未有的考验。为此，西安卫星测控中心重点对两个深空站的对频率综合系统、多功能数字基带、监视和控制系统设备软硬件进行升级，为执行相关任务提供更加稳定、强大的测控保障。同时，两大深空站的测控系统这次也加装上自动化运行模块，进一步缓解科技人员的值班压力。

作为我国深空测控网的主干力量，西安卫星测控中心喀什深空站、佳木斯深空站已携手完成嫦娥二号再拓展、嫦娥三号、嫦娥五号再入返回飞行试验、嫦娥四号在内的多次测控任务。其中，佳木斯深空站装备有目前全亚洲口径最大、接收灵敏度最高的深空测控天线，直径达66米。2015年7月，在“新视野号”探测器飞掠冥王星科学观测工作中，这型天线的最远跟踪距离达到47.6亿公里，远远超越设备性能指标上限。

与此同时，为满足我国后续各项行星探测任务，我国首个深空天线组阵系统已在喀什深空站完成吊装，并进行最后的调试工作。这一系统由4个35米口径天线组成，今年年底前将正式投入使用。

■延伸阅读

多个火星探测器计划7月-8月升空为何各国“探火”都选在同一时间段

目前，计划在7月-8月择机发射的美国“毅力号”火星探测器和阿联酋“希望号”火星探测器已进入发射“倒计时”。而我国首次火星探测任务———“天问一号”的发射也备受关注。

这场多国登台的“探火”大戏让人拭目以待。

包括中国在内，今年计划“探火”的国家不约而同将火箭发射日期选在7月-8月，这是为什么呢？

“今年7月-8月是火星探测‘窗口期’。”中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室研究员刘勇表示，火星和地球几乎在同一轨道面围绕太阳公转，地球公转周期为1年，火星公转周期约为2年。如果在环形跑道上让地球和火星进行一场赛跑，发令枪响后“慢吞吞”的火星大约每两年会遇上地球一次，此时两行星距离最近。在这一时刻前后，从地球发射火星探测器，能让人类“探火”之旅的“赶路”时间更短、所携燃料更少、成本更加低廉。

结合地球、火星的公转周期，以及轨道设计的相关内容，科学家通过详细周密的计算得出，在地球上每隔约26个月是发射火星探测器的最好时机，“窗口期”由此而来。

如果错过这次“窗口期”，下次火星探测的好时机只能等到2022年。例如，欧洲空间局（以下简称欧空局）与俄罗斯航天局合作研发的火星探测器原定于今年7月发射，但因疫情及其他技术因素影响，不得不推迟到两年后发射。

综合新华社

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