海南文昌，7月23日。问题：五大亮点！请为中国首次独立火星探测任务收集这份“观察指南”
记者胡伟、张、周璇
在世界上第一次，火星探索可以“盘旋，着陆和巡逻”在一个步骤，最大距离为4亿公里。如何实现超远距离深空通信？火星探测器发射后将通过什么途径到达火星？23日，中国首个火星探测任务“田文一号”在中国文昌航天发射场成功发射。记者为这次火星探索梳理了一份“观察指南”。
世界上第一次：实现“蜿蜒、行走、巡逻”一步到位
火星是地球附近环境最相似的一颗行星，它一直是人类走出地月系统进行深空探测的首选。目前，人类已经执行了44次火星任务，其中24次是成功的。火星是目前人类最了解的行星之一。
通过之前对火星的探索，人们发现了火星上有水的证据。火星上有生命存在的条件吗？火星是地球的过去还是未来？这些问题一直困扰着科学家，并成为火星研究中的主要科学问题。
我国首次火星探测任务凭借火星环绕装置和着陆巡逻装置的超级阵容，可以一步实现“环绕、着陆和巡逻”火星三大目标，这是其他国家首次实施火星探测任务时从未实现过的。
与月球探测相比，火星探测更加困难。由于火星远离地球，对发射、轨道、控制、通信和供电等技术领域提出了很高的要求。
中国航天科工集团第八研究院“田文一号”探测器系统副总工程师、包装总设计师王贤忠介绍说，该研究团队不仅克服了刹车捕捉、火星长期自主管理等关键技术难题，而且实现了地火间的超远距离测控通信，将通过包裹式探测实现火星的全球综合探测，完成火星表面关键区域的高精度、高分辨率详细调查。
一只脚进门：刹车捕捉“踩刹车”
火星捕获是火星探测任务中技术风险最大、最重要的环节之一。在火星探测器从地球飞向火星的过程中，只有一次被火星引力捕获的机会。通过火箭助推，探测器获得了摆脱地球引力的能量，通过精心设计的转移轨道，探测器最终可以顺利到达火星附近。
然而，由于推进剂有限，轨道飞行器在到达火星后必须抓住唯一的机会刹车并捕获火星。当火星探测任务捕获时，探测器和火星之间的距离只有400公里，而探测器相对于火星的速度高达每秒4到5公里，如果你不小心的话，它会撞到火星或者飞走。捕获的成功成为火星探测任务成功的关键。
在这个刹车和捕获过程中，火星探测器面临许多挑战。由于探测器距离地球1.93亿公里，单向通信延迟达到10.7分钟，地面无法实时监控刹车过程，只能依靠探测器自主执行捕获策略。另外，在刹车过程中，围堵装置需要在紧急情况下自主完成相应的处理，以最大限度地保证火星捕捉的成功。
第一次火星探测任务的发言人、国家航天局月球探测与航天工程中心副主任刘说，在捕获过程中，火星轨道飞行器需要精确点火和刹车。如果点火时间太长，探测器的速度下降太多，探测器就会撞上火星。如果点火时间太短，探测器速度太快，它将飞离火星，无法进入轨道。这就对轨道飞行器的自主导航和控制提出了很高的要求。
4亿公里：超长距离深空通信
在绕火飞行期间，由于地球和火星的运行规律，探测器与地球之间的最远距离达到了400英里
为了补偿空间衰减，火星探测器配备了一个大功率行波管放大器和一个大口径可驱动定向天线，这大大提高了探测器和地球之间的通信能力。
自我管理：探索火星需要一个思考的“大脑”
通常，环绕地球运行的卫星由地面控制中心根据卫星的实时状态和任务要求进行控制。然而，由于探测器与地球之间的距离很远，通信延迟很大，火星巡逻机不能完全依靠地面指挥实时处理地球上的意外情况。
此外，环绕声和地面站之间的通信有其特殊的空间，导致通信中断(“阳光”)长达30天。在此期间，需要自己完成长期的任务管理，在“阳光”过后及时调整天线指向，并迅速与地面重新建立联系。
据悉，在这次火星探测任务的关键节点，自主管理也需要发挥巨大的作用。当轨道飞行器脱离着陆巡逻时，轨道飞行器需要在短时间内完成三次姿态调整和两次变轨，这就要求姿态和位置的测量和控制具有很高的精度。只有依靠自主在轨管理系统，火星巡逻机才能准确、及时地与登陆巡逻队分离。
多重负荷：为火星拍一张“中国化妆照”
火星环行探测器搭载了7个有效载荷，可对地面火转移空间、火星轨道空间、火星表面及其亚表面进行科学探索，获得行星际无线电频谱数据、火星表面图像、火星地质结构和地形、火星表面结构和地下水冰分布、火星矿物组成和分布、火星空间磁场环境、火星附近空间环境和能量粒子特征及其地面火转移轨道的变化规律。
其中，中分辨率相机可对火星的地形地貌进行全球调查，高分辨率相机可对火星重点区域的局部高分辨率地形地貌进行详细调查，并将为来自中国的火星拍摄“固定化妆照片”。(结束)
