天问一号成功着陆火星！(人民日报)
北京时间2021年5月15日上午8点20分左右，中国天问一号着陆器朱荣确认火星成功降落，首次在火星上留下中国印记。着陆地点位于火星北半球的乌托邦平原，迈出了中国星际探测之旅的重要一步。随后，朱荣火星将对着陆点进行全局成像，从着陆平台进行自检和检查。
这也是自1971年前苏联火星3号着陆器和1976年海盗号之后，地球上第三个国家成功踏上了红色星球的表面。这一刻，我们等了45年！
从今天开始，中国成了：
(1)世界上第一个在第一次火星探测中同时实现环绕着陆的国家；
(2)世界上第一个同时运行月球车和火星车的国家。
(3)世界上第三个实现火星表面软着陆的国家。
祝融号降落火星的过程
今天凌晨1点左右，天问一号组合体在停泊轨道上降轨，移动到火星进入轨道。凌晨4时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后，环绕器升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器提供中继通信。随后，朱荣火星车将依次对着陆点进行全局成像、自检、离开着陆平台并进行巡逻探测。目前火星距离地球约33个.大约需要18分钟才能将数据传回地球18亿公里。
火星车总重240公斤，总高1.85米，6轮驱动，以太阳能电池为动力源，设计寿命为三个火星月。朱荣携带六种科学仪器，一是探地雷达（GPR），探测火星表面100米以下的地层，如探测地下是否有水冰。二、火星表面磁场探测器（MSMFD），表面磁场强度可以检测到。三、火星气象测量仪（MMMI），可以测量火星表面温度，湿度，气压和风速。四、火星表面化合物检测器（MSCD），土壤和岩石可以通过激光诱导击穿光谱和红外光谱进行探测。五、多光谱相机（MSC），可用于拍照。六、导航和地形相机（NTC），可用于拍照和导航。
位于火星北半球的乌托邦平原，是太阳系第二大平原，跨度3300公里。
图为火星表面主要地理区域名称以及登陆火星的着陆器/火星车位置图。图片制作：毛新愿
乌托邦平原是太阳系最大的平原，直径3300公里。1976年9月3日，NASA海盗2号降落在乌托邦平原北部。NASA报告称，在乌托邦平原下发现大量地下冰。据估计，乌托邦平原地下水冰资源总量与美国五大湖之一的苏必利尔湖相当。
中国首次火星探测任务于2016年正式批准，计划实现火星环绕、着陆和巡逻，对火星进行全球和全面的环绕探测，并在火星表面进行区域检测。天问一号探测器由环绕器和着陆探测器组成，着陆探测器包括朱荣火星车和进入舱。自2020年7月23日探测器成功发射以来，在地火转移阶段完成了一次深空机动和四次中途修正。2021年2月10日，火星捕获成功实施，进入大椭圆环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。2021年2月24日，天问一号探测器成功实施第三次近火制动，进入周期2个火星日的火星停泊轨道后，对火星进行全球遥感探测，并对预选着陆区进行详细检查，探测分析地形、沙尘天气等，为着陆火星做准备。任务实施过程中，中国国家航天局与欧空局、阿根廷、法国、奥地利等国际航天组织和国家航天机构开展了有关项目合作。探测器目前已在太空运行295天，距离地球约3天.2亿千米。
NASA毅力号火星车队和NASA托马斯科学任务理事会副主席·泽布臣（Thomas Zurbuchen）祝贺成功登陆火星。托马斯祝贺天问一号团队，期待中国的火星探测任务为人类了解红星做出重要贡献。
“天问一号”一次任务同时实施环绕探测和巡视探测，在国际上尚属首次，环绕器与火星车“祝融号”之间将会联动和配合，互相补充。历史上只有10个成功的火星着陆器/火星车，只详细探测了火星的小区域。因此，在火星的任何地方着陆都将对人类对火星的理解产生重大影响。目前，只有好奇心、洞察力和毅力仍在继续工作。他们的探测区域基本上位于火星南部的高地，而天问一号的火星车着陆在火星北部的平原上，将为全面了解火星的进化做出重要补充。
火星探测风险高，难度大。探测任务面临行星空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战。同时，由于长距离和长时间延迟，着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等困难。天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星飞行和测控通信、地外行星软着陆等关键技术，实现了中国第一次地外行星着陆，是中国航天发展的又一个重要里程碑。
来源：新浪探索
天问，天问！祝融，探火！中国航天将神话变成现实，结合了极端的浪漫。
着陆探测器如何在着火过程中与地面建立联系？地面在着陆过程中如何了解遥测数据？航天科技集团第五研究所西安分公司（以下简称西安分公司）为火星探测器开发的测控数字传输系统建立了地球与着陆探测器、环绕器和朱荣火星车之间的信息传输链路，为中国第一次火星探测任务做出了重要贡献。
▲图源:中国航天科技集团五院、八院联合生产
天问一号火星探测器由环绕器和着陆探测器组成，朱荣火星车位于着陆探测器的入口舱内。
当火星探测器进入着火阶段时，环绕器将与着陆探测器分离，并由着陆探测器单独下落。此时，为了了解着陆探测器下落过程中的遥测数据，地面需要依靠进入舱和环绕器之间UHF频段双向通信链路。
西安分院进入舱UHF频段收发信机负责人田佳说：这一阶段的数据是‘着火’过程中的关键遥测数据，便于地面判断着火过程中各子系统的工作状态。由于‘着火’比‘着陆’远，火星表面环境比月球表面环境更复杂、更困难，火星探测器在进入、下降和着陆过程中的遥测非常关键。
西安分公司开发的测控数传分系统包括UHF天问一号火星探测器的关键分系统之一是频段收发信机、X频段深空应答机等关键设备。
安装在环绕器上的X频段深空应答器建立了环绕器和地面之间的通信链路，并安装在着陆检查员进入舱内UHF频段收发信机是建立与环绕器通信的关键，安装在朱荣号火星车上UHF与环绕器建立中继通信和对地通信，包括频段收发信机和X频段深空应答机。
这些通信链路共同形成了地球和火星之间的三维通信网络，使环绕器在环绕过程中始终与地面保持测量和控制通信，并在着陆检查员着陆和到达火星表面后与环绕器进行中继通信和地面测量和控制通信。
天问一号上的测控通信子系统始终保证地面工作人员全程掌握探测器，协调探测器各部件不同任务的步骤整齐划一。当进入舱将着陆过程中的遥测数据发送到环绕器时，需要通过环绕器与地面测控站之间建立的X频段双向通信链路进行数据回传。同时，地面也通过环绕器将遥控数据发送到进入舱。
为天问一号火星探测器开发的测控数传分系统，西安分整个落火过程的信息传输持续在线。
从启动到任务完成，火星探测器控制数字传输系统一直保持工作状态，也需要根据飞行距离切换不同的模式，实现不同的功能，加上考虑恶劣的空间环境和空间系统，使控制数字传输产品指标极其苛刻，需要克服空间损失等困难。
根据总体要求，测控数传分系统需要大幅减肥，这就要求火星探测器上的产品尽可能小型化、集成化。以前的分系统由几台单机组成，体积大，深空探测任务难以实现。
为了解决这个问题，西安分公司的开发团队将一个功能与分系统相似UHF频段收发信机压缩至重量约2kg、体积仅为单机尺寸的产品。该单机集成了数字处理、电源、通道、固定放电、双工器和开关，具有高度集成和小型化。
在分系统的开发过程中，经过不断的沟通、讨论和模拟论证，开发团队从无到有，从有到优。最后，分系统功能的单机化集成完成，与典型产品相比，全面减重60%，为整个设备节约了宝贵资源。西安分公司是中国第一次火星探测进入舱UHF频段收发信机，火星车UHF频段收发信机具有独立通信、集成、功能齐全、性能优良、重量小等特点。还有，其中UHF双工具有高功率、高隔离的特点，确保接收端弱信号不受发射端强信号的影响。
来源:科技日报 记者 付毅飞 操秀英
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