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火星，这颗红色的行星，一直是人类探索太空的梦想。但是，火星探测也是人类航天史上最难的挑战之一。

从上世纪60年代开始，人类已经发射了40多次火星探测器，但是成功率只有43%，不到一半。其中美国22次，苏联和俄罗斯19次，其他国家最多两次。而且只有美国成功在火星表面巡视过，其他国家都没能做到。

中国火星探测史

中国也不例外。2011年，中国第一次尝试火星探测，搭乘俄罗斯的火箭发射了萤火一号探测器。结果没想到，俄罗斯的火箭升空没多久就坠毁了，连带着萤火一号也一起完蛋了。这让中国的航天人很受打击，也让外界对中国的火星探测能力产生了怀疑和嘲笑。

但是中国航天人没有放弃。他们默默地努力了十年，终于在2020年发射了天问一号探测器。这颗探测器不仅要绕行火星，还要在火星上着陆和巡视。

这是一个前所未有的挑战，因为这三个任务都非常困难和危险，而且需要极高的技术和精度。即使美国也没有用一颗探测器完成过这样的壮举。

2021年2月10日，天问一号成功进入火星轨道，完成了第一个任务。2021年5月15日，天问一号成功在火星上着陆，并释放出祝融号火星车，完成了第二个任务。

2021年6月11日，祝融号开始在火星表面巡视，完成了第三个任务。

这是中国航天史上的一个里程碑。这也是人类历史上第二个在火星表面运行探测器的国家，仅次于美国。这次探测任务的难度和风险非常高，因为火星距离地球非常远，而且大气层很稀薄，降落过程需要自主完成，没有人工干预的余地。

而且火星上还有强风、沙尘暴等恶劣的环境，对探测器的性能和耐久性提出了极高的要求。

在此之前，人类发射了40多次火星探测器，但是成功率只有43%，不到一半。其中美国发射了22次，苏联和俄罗斯共计19次，其他国家最多两次。

而且只有美国成功在火星表面展开巡视，苏联甚至从未成功过。所以火星也被称为探测器的坟墓。但是中国航天人不畏艰难，创造了世界奇迹。

这意味着什么？这意味着中国用一颗探测器就打破了美国数十年的纪录，成为继美国之后第二个实现绕、落、巡三个任务的国家。这意味着中国的航天技术已经达到了世界先进水平，甚至在某些方面实现了超越。

火星探测第一步

那么，天问一号探测器是怎么完成绕、落、巡三个任务的呢？要知道，这三个任务都是火星探测的难点和重点，每一个都需要高超的技术和精确的控制。天问一号探测器就像是一个三合一的套餐，把所有的难题都一次性解决了。

天问一号探测器要想登陆火星，首先要做的就是绕行火星。

绕行火星听起来并不难，就是让探测器沿着火星的轨道飞行，然后找到一个合适的时机和地点进行降落。但是，这个过程可不是一帆风顺的，它要面对很多的困难和变数。

火星和地球之间的距离是不固定的，它们会随着各自绕太阳运行而变化。有时候两者最近时只有5500万公里，有时候最远时却有4亿多公里。

这就意味着天问一号探测器要根据不同的距离调整自己的速度和方向，才能保持与火星的同步。而且还要避免被太阳的引力和辐射干扰，否则就会偏离轨道或者损坏仪器。

但是中国航天人早就有了解决方案。他们利用了中国自己建造的深空网络，也就是一些分布在地球各地的大型天线，来与天问一号探测器进行通信和控制。

这些天线可以接收和发送高频率的无线电信号，从而实现与探测器的数据交换和指令下达。通过这种方式，中国航天人可以随时监测和调整探测器的状态和轨道，确保它能够顺利地绕行火星。

火星探测第二步

天问一号探测器进入火星轨道后，就可以轻松地降落在火星上了吗？其实不是，降落火星是一件非常危险和困难的事情，因为天问一号探测器在降落的时候，可是要经历一个被称为“地狱七分钟”的考验。

什么叫“地狱七分钟”？就是指从探测器进入火星大气层到着陆火星表面的这段时间。这段时间里，探测器要经历高温、高速、高压、高难度的多重考验，而且还要自己完成所有的操作，因为火星距离地球太远了，人类无法及时发出指令。

为了让探测器能够安全着陆，把探测器从高速飞行的状态降到静止，然后安全着陆在火星表面。这个过程中要经历四种不同的减速方式，而且还要考虑到火星大气的稀薄、地形的复杂、信号的延迟等等因素。

每一种减速方式都有可能出现问题或者失败。比如说，气动减速时，如果探测器没有正确地调整姿态或者角度，就可能会被大气层弹开或者烧毁；伞降减速时，如果降落伞没有及时打开或者被撕裂，就可能会导致探测器坠毁。

所以说，“地狱七分钟”可不是闹着玩的。这个过程中出现任何一个小问题都可能导致整个任务失败。而且最可怕的是，我们根本不知道探测器在这个过程中发生了什么，因为火星和地球之间的通信延迟太长了，我们只能等着结果。

那么，中国航天人就没有办法知道探测器在降落过程中的情况吗？当然有！中国航天人给探测器配备了一个特殊的设备，就是中国首创的“天外一号”黑匣子。

这个黑匣子就像是探测器的小跟班，跟着它一起降落，但是它不会干涉探测器的操作，只会记录和监测探测器的数据和状态，然后把这些信息传回地球。这样做有什么好处呢？主要有两个：

第一个好处是可以帮助分析和解决问题。如果探测器在降落过程中出现了故障或者失败，我们可以通过黑匣子收集到的数据来找出原因和责任，然后进行改进和修复。这就像是你在开车出了事故，你可以通过车上的行车记录仪来还原事故现场，然后找出责任方和赔偿方案。

第二个好处是可以为下一次任务提供参考和经验。如果探测器成功降落了，我们也可以通过黑匣子收集到的数据来总结和评估降落过程中的各种情况和参数，然后为下一次任务做好准备和优化。

既然黑匣子这么重要，那它自己会不会出问题呢？别担心，黑匣子可是经过特殊设计的，它比探测器还要坚强。它有三个特点：

第一个特点是抗冲击。黑匣子的外壳是由多层复合材料制成的，每一层都有不同的功能和性能。外层很坚硬很韧性，可以抵抗外界的撞击和划伤；内层很柔软很弹性，可以吸收内部的震动和压力。

第二个特点是耐寒。火星的温度非常低，而且变化很大。白天最高可以达到27度，晚上最低可以降到零下140多度。这样的温差对于电子设备来说是非常不利的，因为温度变化会导致电路老化或者短路。

所以，黑匣子采用了两种方式来保持温度稳定：一种是用特殊的材料来隔绝外界的温度影响；另一种是用主动调节系统来调整内部的温度。这样一来，黑匣子就像是穿了一件保暖衣一样，在寒冷的火星上也不会受冻。

第三个特点是抗干扰。黑匣子在降落过程中要不断地收集和传输数据，这就需要有一个强大的信号和电源。但是火星上的电磁环境很复杂，很容易干扰信号的传输。

因此黑匣子采用了一种特殊的编码和加密方式来保证信号的清晰和安全。另外，黑匣子还有一个自带的电池，可以在没有太阳能的情况下维持工作。

火星探测第三步

天问一号探测器成功降落在火星上后，就开始了最后一个任务：巡视火星。这个任务的目的是要探索火星的地形、地质、气候、水分等情况，为人类了解这颗红色星球提供更多的数据和证据。

这个任务由天问一号探测器上搭载的祝融号火星车来完成。祝融号火星车是中国第一辆登陆火星的车辆，也是世界上最先进的火星车之一。它有着很多黑科技，可以让它在火星上自由行走，不怕任何困难和危险。

祝融号火星车的一个重要的黑科技就是它的伸展太阳能板。你可能知道，太阳能板是祝融号火星车的主要电源，它可以利用太阳光来为车辆提供能量。但是，在火星上，太阳能板也会遇到很多问题。

比如说，火星上的太阳光比地球上的要弱很多，所以太阳能板的发电效率也会降低；而且，火星上经常会有沙尘暴，沙尘会覆盖在太阳能板上，影响光照和清洁；还有，火星上的温度变化很大，太阳能板也会受到热胀冷缩的影响，导致变形或者损坏。

为了解决这些问题，中国航天人给祝融号火星车设计了一种可以伸展和调节角度的太阳能板。这种太阳能板可以根据太阳光的方向和强度来自动调整自己的位置和角度，以保证最大化地吸收太阳光。

而且，这种太阳能板还可以通过震动或者倾斜来抖落沙尘，保持清洁和高效。另外，这种太阳能板还采用了一种特殊的材料和结构，可以抵抗温度变化和撞击力，保证稳定和耐用。

有了这种伸展太阳能板，祝融号火星车就可以在火星上随心所欲地行走，不用担心电量不足或者受到沙尘暴的影响。

经历重重困难，我国的探测器在火星获取了大量宝贵的探测资料，也为之后的火星探测任务打下了坚实的经验基础。

结语

天问一号探测器成功登陆火星，是中国航天史上的一个里程碑，也是世界航天史上的一个奇迹。这个成就让我们感到无比的自豪和骄傲，也让我们看到了中国航天事业的发展和进步。

但是，我们也不能因此而沾沾自喜，忽视了我们的优势和不足。我们要客观地分析和评价我们的火星探测任务，既要看到我们的亮点和突破，也要看到我们的差距和问题。

我们的火星探测任务也有两个明显的不足：一是经验性，二是持续性。这些方面都需要我们在实践中不断地总结和改进，需要我们在规划中不断地完善和明确。如果完善了这些不足，相信未来我们在火星探测上会取得更大的成就。

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