新京报讯（记者 倪伟） 据国家航天局消息，我国首个火星探测器天问一号将于今年2月中旬进入环火轨道，为着陆火星作准备。从去年7月23日起飞，天问一号漫长的奔火之旅还剩最后一个月，随后将环绕火星约3个月，5月中旬实施火星着陆与巡视。
天问一号是我国独立开展行星际探测的第一次任务，实现对火星的环绕、着陆、巡视。中国航天科技集团五院研究员、天问一号总设计师孙泽洲近期接受记者采访时称，火星探测每一步都有风险，风险最高的一步，是4个月之后的火星着陆。
奔火之旅最后一个月还要飞多远？
据国家航天局消息，截至1月3日，天问一号飞行里程突破了4亿公里，距离地球约1.3亿公里，距离火星约830万公里。
按计划，天问一号将于2月中旬，在临近火星后实施近火制动，也就是踩一脚“刹车”，减速后被火星“捕获”，进入环火轨道，为随后着陆火星作准备。
被火星捕获是整个任务中技术风险最高的环节之一，只有一次机会。“刹车”早了，探测器速度降得过低，会坠入大气层撞击火星；“刹车”晚了，探测器就会错过火星，直接飞向更远的深空。
天问一号的奔火旅途并非“走直线”，而是根据火星与地球间运行规律，在特定轨道飞行。火星与地球间距离存在周期性变化，最近时约5000万公里，最远时为4亿多公里。当天问一号抵达火星附近时，距离地球约1.9亿公里，总飞行里程将达到4.7亿公里，相当于飞了地球到月球距离的1.2万多倍。
到达火星轨道后，天问一号还要环绕火星轨道飞行3个月左右。国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华近期曾表示，天问一号预计5月中旬从火星轨道下降，实施火星着陆。
环绕火星的3个月里，天问一号将多次调整轨道，一次次从首选着陆点乌托邦平原上空掠过，观察着陆点，开展预着陆区成像探测。天问一号探测器总重约5吨，由环绕器和着陆巡视器组成，将着陆在火星上的是着陆巡视器，包括进入舱和火星车两部分。目前，环绕器已完成第三次在轨自检，各系统均工作正常。
天问一号着陆平台和火星车效果图，火星车重约240千克，约为玉兔二号月球车的两倍。图/国家航天局
天问一号将经历“短暂而唯一”的最难一关
天问一号是我国独立开展行星际探测的第一次任务，将通过一次任务实现对火星的环绕、着陆、巡视。通俗来说，天问一号要在火星轨道环绕，然后着陆在火星表面，再释放一辆火星车，在火星上开起来。
上个月，中国航天科技集团五院研究员、天问一号探测器总设计师孙泽洲接受新京报记者采访时表示，这三个环节中，难度最高的是着陆。
孙泽洲解释，难度之一在于，火星表面覆盖着稀薄的大气，进入火星的过程中，要利用大气减速，但我们对火星大气了解还不够。
此前，我国飞船返回舱和返回式卫星重返地球时，也会经历利用大气减速的过程，航天器的结构、外形、材料等都要进行特殊设计，以防在大气中烧毁，但火星稀薄的大气与地球大气层不同，因此航天器设计有很大差别。前不久，嫦娥五号着陆器和上升器也在月球表面实现了软着陆，看似与火星探测器着陆过程类似，但月球没有大气层，不用考虑大气对航天器的影响，因此也有很大差异。
第二个难度在于，进入火星大气的过程“开弓没有回头箭”，探测器必须具备足够的智能，判断所有突发情况。着陆过程大概持续7分钟，而信号从火星到地球传输一个来回需要约20分钟，不可能从地球发送指令。“一旦进入，就必须按照预定时序和节点衔接，出现任何问题都无法人工干预，地面人员来不及进行数据判读和发送指令。”孙泽洲说。
孙泽洲表示，之所以着陆比飞向火星、环绕和巡视更难，是因为这个过程“短暂而唯一”，没有第二次机会，错过无法弥补。“其他几个过程在时间上都没有那么苛刻的条件，遇到状况可以等一等，但着陆的过程没法暂停。”
不过，孙泽洲对整个任务抱有充分信心，“因为前期设计、地面验证都非常完备，升空之后整体表现也非常好。”但这毕竟是我国第一次火星任务，“出远门肯定会遇到一些想不到的事情，或者一些突发情况”，这是现阶段研制团队主要担心的事。孙泽洲说，如果天问一号遇到一些极端情况，将采取相应的预案，确保及时有效判断情况，采取措施。
天问一号将经过发射、地火转移、火星捕获、火星停泊、离轨着陆和科学探测六个阶段，计划5月着陆火星。图/国家航天局
前不久，我国嫦娥五号探测器顺利完成任务，带回44年来首批月球样品。几个月后，我国将再次实施更远星球的高难度探测。
孙泽洲说，我国深空探测从月球起步，火星探测是从月球向更远的深空进发。从技术上看，月球探测为火星探测奠定了很好的基础，天问一号之所以大胆地一步实现“绕落巡”，正是得益于月球着陆、巡视等任务的成功。
三大火星探测器都将在2月抵达
受地球与火星运行规律的影响，每26个月两者有一次距离最近的机会，持续约一个月，这成为从地球发射火星探测器的最佳窗口。
去年夏天，这个窗口来临，人类一共发射了三个火星探测器，除了中国的天问一号，还有美国的毅力号和阿联酋的希望号。毅力号与天问一号都携带了火星车，将着陆在火星，希望号则在火星轨道环绕探测。
目前，三个探测器都在奔火途中，并将在差不多的时间到达。据阿联酋火星任务团队发布的消息，预计希望号将在2月9日19时42分进入火星轨道。由于美国“前任”火星探测器们为毅力号选择好了登陆地点，毅力号将于2月18日直接在火星着陆。
据美国航空航天局消息，毅力号将探寻火星上过去是否存在微生物的迹象，并将采集样品封存在探测器中，以待未来技术更加先进后，继任的探测器能将这些样品带回地球。
新京报记者 倪伟
编辑 刘梦婕 校对 李铭
