中國探測火星大計 一步追趕美國56年 「環繞、著陸、巡視探測」三大任務要一次完成

7月23日本周四，中國長征五號遙四運載火箭，在中國文昌航天發射場點火升空，實施中國首次火星探測任務（天問一號任務）。

中國長征五號遙四運載火箭升空，開展「天問一號」探測火星大計。新華社圖片

早在1964年，水手4號於12月28日發射升空，這是有史以來第一枚掠過火星並發回探測數據的探測器，向地球發回了21張照片。6年後，美國第一次實現環繞火星在1971年5月30日，水手9號發射升空，這是有史以來第一枚成功進入環繞火星軌道的探測器，取得了空前的成功。到1976年9月3日，美國維京1號的登陸器在火星表面軟著陸巡視，成為第一個向地球發回照片的探測器。

長征五號遙四運載火箭飛離大氣層。

中國的「天問一號」探測火星計劃，有5有看點:

1. 世界首次：一步實現「繞、著、巡」

中國要成為首個第一次發射，就完成「環繞、著陸、巡視探測」三大任務的國家。美國從1964年首次成功探測火星飛行起計，用上12年時間才逐步完成以上3大任務，由美國首次探測火星至今56年，中國要一步實現追美國56年的火星探測成就。

中國的「天問一號」計劃，希望一步實現「環繞、著陸、巡視探測」火星。

火星是離地球較近且環境最相似的星球，一直是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。目前，人類已對火星實施了44次探測任務，其中成功了24次，火星是目前人類認識最深入的行星之一。

通過以往對火星的探測，人們在火星上發現了存在水的證據。火星上是否存在孕育生命的條件以及火星是地球的過去還是未來？這些問題一直縈繞在科學家心頭，成為火星研究的重大科學問題。

中國首次火星探測任務，憑借火星環繞器和著陸巡視器的超強陣容，可一步實現火星「環繞、著陸、巡視」三個目標，這是其他國家在首次實施火星探測任務時從未實現過的。

相比月球探測，火星探測任務的難度更大。由於火星相對地球距離較為遙遠，對發射、軌道、控制、通信和電源等技術領域都提出了很高的要求。

中國航天科技集團八院「天問一號」探測器系統副總師兼環繞器總設計師王獻忠介紹，研制團隊不僅攻克了火星制動捕獲、長期自主管理等關鍵技術難點，更實現了地火間的超遠距離測控通信，並將通過環繞探測實現火星全球性、綜合性探測，完成火星表面重點地區高精度、高分辨率精細詳查。

2. 「制動捕獲」如踩剎車掣被火星吸住

火星捕獲是火星探測任務中技術風險最高、最為重要的環節之一，在火星探測器從地球飛向火星的過程中，能夠被火星引力所捕獲的機會只有一次，即探測器經過火星時，要主動找捕獲點，被火星的引力吸住，進入環繞火星發行的軌道。利用火箭助推，探測器獲得了擺脫地球引力的能量，使用精心設計的轉移軌道，探測器能夠最終順利抵達火星附近。

然而，受限於攜帶的推進劑有限，環繞器在抵達火星後，必須把握住唯一的機會對火星進行制動捕獲。此次火星探測任務捕獲時探測器距離火星僅400公里,而此時探測器相對火星的速度高達4到5公里每秒，一不留神就會撞擊火星或飛離，捕獲的成功與否成為火星探測任務成敗的關鍵。

在這一制動捕獲過程中，火星環繞器面臨諸多挑戰。由於捕獲時探測器距離地球1.93億公里，單向通信滯後達到10.7分鐘，地面無法對這一制動過程進行實時監控，只能依靠探測器自主執行捕獲策略。此外，在制動過程中，環繞器需要在自身出現突發狀況時自主完成相應處理，最大限度保證火星捕獲成功。

首次火星探測任務新聞發言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任劉彤傑介紹，捕獲過程中，火星環繞器需要準確地進行點火制動，如果制動點火時間過長，探測器速度下降過多，探測器就會一頭撞上火星。如果制動點火時間過短，探測器速度過快，就會飛離火星從而無法進入環繞軌道，這對環繞器的自主導航與控制提出了極高要求。

3. 四億公里：超遠距離深空通信

探測器成功被火星吸住之後，進入環繞火星飛行的階段，由於地球和火星的運行規律，探測器距離地球最遠達到4億公里。為瞭解決超遠距離通信問題，火星環繞器裝備了「測控數傳一體化」系統，實現了系統重量輕、通信效率高、通信鏈路可靠的目標。

為補償空間衰減，火星環繞器配置了大功率行波管放大器以及大口徑可驅動的定向天線，大幅度提高探測器到地球通信能力。

4. 自主管理：探測火星需要會思考的「大腦」

通常情況下，環繞地球運行的衛星都是由地面控制中心根據衛星的實時狀態和任務要求進行控制的。但火星環繞器由於探測器到地球的距離遠，通信延時大，無法完全依靠地面指令對星上出現的突發狀況進行實時處理。

此外，環繞器與地面站通信有其空間的特殊性，導致通信中斷（「日淩」）的時間最長可達30天，期間需依靠自身完成長期任務管理，並在出「日淩」後及時調整天線指向，迅速重新與地面建立聯系。

據悉，在此次火星探測任務的關鍵節點，自主管理同樣需要發揮巨大作用。在火星探測器進行環繞器與著陸巡視器分離時，環繞器需在短時間內完成3次調姿和2次變軌，對姿態及位置測量及控制精度要求非常高。正是依靠自主在軌管理系統，火星環繞器才能夠精準、及時地完成與著陸巡視器的分離。

模擬的火星著陸器。

5. 多樣載荷：給火星拍個「中式定妝照」

此次火星環繞器上共搭載7種有效載荷，可對地火轉移空間、火星軌道空間、火星表面及其次表層開展科學探測，獲取行星際射電頻譜數據、火星表面圖像、火星地質構造和地形地貌、火星表層結構和地下水冰分布、火星礦物組成與分布、火星空間磁場環境、近火星空間環境和地火轉移軌道能量粒子特徵及其變化規律。

其中中分辨率相機可對火星全球開展地形地貌普查，高分辨率相機可對火星重點地區開展局部高分辨率地形地貌詳查，將為火星拍下來自中國的「定妝照」。

毛拍手

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中國今日（7月24日）宣佈關閉美國駐成都總領館，以示對美國此前要求關停中國駐休斯敦總領館進行對等反制。分析人士在接受內地《環球時報》記者採訪時表示，選擇美國駐成都總領館作為反制目標，「外交尊嚴對等」是第一核心原則，亦同時體現出中方仍致力於管控中美分歧的信號。

專家同時提醒稱，中美互相關停領事館後，未來3個月將成為兩國關係最具挑戰的時期，出現「高度不可預測性事件」的幾率增大。

美國駐成都總領館。

據中國外交部消息，2020年7月24日上午，中國外交部通知美國駐華使館，中方決定撤銷對美國駐成都總領事館的設立和運行許可，並對該總領事館停止一切業務和活動提出具體要求。外交部表示，中方上述舉措是對美方此前突然要求中方關閉休斯敦總領館這一無理行徑的正當和必要反應，符合國際法和國際關係基本准則，符合外交慣例。

7月21日，美國突然要求中國在72小時內關閉其在德州休斯敦的總領館。對此，中國外交部發言人汪文斌在過去兩天中數次表示，這是美方單方面對中方發起的政治挑釁。

復旦大學美國問題專家沈逸接受《環球時報》記者採訪時表示，對等關閉成都領館的舉動，向美傳遞出清晰信號：中國無意主動破壞中美關係，但對於美國的出格舉動，中國一定會堅決反制。他強調，外交的第一核心原則即尊嚴對等。如果對方有動作而自身沒有，就會導致「一步退，步步退」的被動局面，所以對等反制是一件必須要做的事。

美國在中國大陸共有5所領事館，分別位於廣州、上海、瀋陽、成都和武漢。美國駐成都總領館於1985年設立，具有重要戰略意義，覆蓋地區為中國西南地區，包括四川、雲南、貴州、西藏和重慶。1999年，美國轟炸中國駐前南聯盟大使館後，憤怒的中國民眾曾包圍美國駐成都總領館進行強烈抗議。此外，前重慶市副市長王立軍曾在2012年初私自進入美國駐成都總領事館。

此前，有媒體猜測稱，中國將關閉美國駐武漢總領館作為對美國關閉休斯敦總領館的反制。但分析人士認為，由於疫情原因，美國部分駐武漢領館的工作人員尚未返回。如關閉美駐武漢總領館，不足以「對等回應美國前所未有的政治挑釁」。

值得注意的是，中國選擇美國駐成都總領館作為反制目標，同時傳遞出中國仍致力於「管控中美分歧」的信號。外交學院國際關係研究所教授李海東表示，在美國的所有駐華使領館中，成都總領館的業務量和面對區域是相對較少的，且其涉及地區的美國公民和企業相對有限。

他認為，這意味著成都領館在關閉後對限制中美人員正常交流和中美實際關係影響較小。這和美國選擇規模較小的中國駐休斯敦領館相應，也說明中方仍在本著「管控分歧」的思路處理此事，盡量試圖使中美緊張不至在短時間劇烈升級。

中美互相關閉領館的舉動將對兩國關係走向帶來哪些影響？在美國關閉中國駐休斯敦領館後，美國媒體已開始討論「中國駐舊金山領館是否也會被要求關閉」，輿論認為，兩國緊張局勢不排除進一步升級的可能。尤其在美國大選前夕，中美間出現「擦槍走火」的可能性比以往增大。