天问环绕火星成功，为何又要绕火飞行数月才能落火？美国为何不用

七堇年华不负君

2021年，火星迎来了来自人类所派出的，史无前例的豪华探测舰队。这是分别来自阿联酋、中国、美国的火星探测器，中国是首次独立探测，阿联酋的希望号更是整个阿拉伯国家的首次火星探测。


今年希望号已成功入轨火星，随后中国也传来喜讯，天问一号探测器顺利进入环火轨道 成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”的第一步，环绕火星获得成功。

之后的美国要不了多久也将抵达目的地。可惜的是比起登陆时间，我们还是要比后来的美国晚上一段时间。

你也许会有疑问：火星即将迎来三国鼎立时代，天问入轨火星究竟是怎样艰难的成就？为何我们不能像美国一样直接落火？

七堇年华不负君

入轨火星对世界来说究竟有多难？
火星捕获距离地球直线距离约为1.9亿公里、火星捕获双向传播时延约为21分钟，地面对火星捕获过程无法实时进行测控，需要火星探测器自主进行捕获制动。

历次火星探测任务的成功率只有不到一半，在入轨时更是会遇到各种各样的问题。

苏联1973年7月21日发射的火星4号探测器，由于电子元件损毁，导致制动发动机失效。探测器直接于1974年2月在距离火星表面2200千米处飞掠而过，没能切入火星轨。


美国火星观察者探测器，于1992年9月25日升空。在计划进入火星轨道前3天发生了故障，与地面失去了联系，任务失败。

日本于1998年7月3日发射的希望号火星轨道器，自发射升空以后故障不断，最终探测器并未按照计划，于2003年11月14日进入探测轨道。又由于其电路系统受太阳风暴影响出现故障，变轨发动机无法启动而导致最后的远程遥控修复作业失败。随后，日本放弃了“希望号”进入火星轨道的尝试。


1999年美国“火星气候轨道器”在试图进入火星环绕轨道时，由于地面人员输入参数的单位错误，人为失误导致的单位误差所引起的导航偏差，使探测器未能在合适高度及时减速，导致探测器在进入火星大气层后不久就解体损毁。

不同于阿联酋土豪直接买技术，火星入轨成功于中国来说是重大进步。后续天问一号依旧任重道远，还将经过多次轨道调整，进入火星停泊轨道，开展预选着陆区探测，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。

七堇年华不负君

为何我们不能直接落火？
报道称，虽然美国“毅力”号探测器抵达火星的时间较晚，但它在进入火星轨道后就将直接尝试着陆。


火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，常有沙尘暴发生。

火星大气层相对较薄，约为地球表面气压的0.6%。火星大气层按高度可分为低层大气、中层大气、上层大气和外气层。其中低层大气由于气悬微尘与地表的热，这部分相对温暖；中层大气存在有高速气流；上层大气温度很高。

由于火星由于大气层很薄，无法保留很多热，使地表日夜温差很大，某些地区地表温度白天可达28℃，夜晚可低至-132℃，平均-52℃。


火星天气重复次数较高，比地球容易预测。现有资料指出，如果一个气象事件在一年的特定时间中发生，很可能在下一年几乎同一个位置再发生一次，误差最多一个星期。2008年9月29日，凤凰号拍下了降雪事件，是在接近凤凰号登陆地点附近海姆达尔撞击坑之上，高 4.5 公里的云降雪。这次降水在到达火星表面时就已蒸发。而且火星上的风速要超过地球100倍。


恶劣的火星环境导致每个火星着陆的探测器，都要通过“恐怖7分钟”的考验。火星探测器要在短短7分钟内克服高温，并自主完成由大量步骤组成的减速着陆过程。

从地球到火星最遥远的距离大约4亿公里，通信时延长20多分钟，加上火星大气稀薄、地形复杂，探测器近火制动、缓冲着陆等环节均存在风险点。

美国经历数次探火已积累大量经验，相比之下，中国对火星环境的了解还不够充分，并且火星探测任务技术难度极大。因此天问一号”探测器进行近火制动后，将开启大约两个半月的环绕火星之旅，对着陆区进行探查，在气候条件好的时候再实施着陆。


最后
阿联酋国家航天局2014年才成立，此次探火任务阿联酋国家航天局主要负责管理和参与部分科研，主要技术还是由美国、日本提供。

阿联酋希望号全重1350kg，配有6台120N主发动机，3台科学载荷，造价2亿美元，是第一颗真正的火星气象卫星。目的是寻找当今火星天气与远古火星时代气候之间的联系；研究氧和氢从火星大气中散逸出去的机制；研究火星上、下层大气与上层大气之间的联系；构建一幅火星大气在一天、一季、一年如何变化的火星气候模型。

阿联酋虽然国家小，总体科技实力比不得中美这样的大国，但他有钱啊！为了人类能畅游星辰大海，只要肯花钱，咱们都支持。

随着美国毅力号的抵达，2021火星三国鼎立之势将成。你说还有印度？凑热闹的咱们直接忽略。期待几个月后中国能一举完成“绕、落、巡”三大任务，成为第二个登陆火星的国家。