人类先后向火星发射了40多个探测器，但大部分都已失败告终，因此火星又被称为“探测器的坟场”或者“死亡星球”，但人类从来没有放弃过对火星的探索，火星上驻扎着，至今人类在地外行星上最强大的“机器人军团”。

“火星1号”，来自中国航天科技集团10月11号发布的微博，中科院院士叶培建说，中国将会在2020年发射火星探测器，并计划在2021年之前降落火星，意味着我国将成为全球第5个完成对火星探测的国家或组织，前4名分别是美国，俄罗斯，欧洲航天局和印度。

这是不是我国首个火星探测器？

实际上这并不是我国的第1个火星探测器，我国的第1个火星探测器名字叫“萤火1号”。

从1960年开始，苏联先后向火星发射了20多个探测器，但是绝大部分都以失败而告终。

2004年俄罗斯联邦航天署负责人表示，他们将在2009年发射一个火星探测器，然后向中国发出邀请，搭载一个中国研发的火星探测器。虽然苏俄火星探测计划成功率，让人不忍直视，但是中国有关方面也有自己的考虑，如果能借助俄罗斯的航天力量进行一次火星探测，也能极大的促进，中国在深空探测等领域的发展，于是中国航天部门决定与俄罗斯联手进行火星探测，2011年11月9号，中国“萤火1号”探测器搭乘俄罗斯运载火箭，踏上了去往火星的旅途，一开始还挺好，但是在探测器准备变轨时，发动机装置没有工作，探测器无法脱离地球轨道，后来“萤火1号”就坠落在了南太平洋中。我国首颗火星探测器就这样宣告任务失败。“萤火1号”尽管任务没有完成，但它的确是我国首颗火星探测器。

2020年我国将进行第2次火星探测工程

目标是“绕、落、巡”火星，意思是一个任务实现“成功入轨火星的轨道器”、“成功软着陆火星的着陆器”、“成功释放火星表面的火星车（巡视器）”。如果真的都能实现，这将是人类火星探测历史上的奇迹，意味着我国在深空探测领域取得了划时代的突破。

探测器想要飞上火星究竟有多难？

既然月球探测器我们都能够安全着陆，那么火星肯定不在话下，实际上并不是。

我们先来了解下“发射窗口”发射火星探测器，想要最节省燃料的发射时机，必须要太阳、地球和火星同处于一条直线上，这个时候发射探测器明显更经济，这个现象叫做“火星冲日”。

“火星冲日”

而“火星冲日”，每隔26个月才会出现一次，因此探测火星的发射窗口，每隔26个月出现一次，2点之间直线最短，依照这个理论，我们在“火星冲日”的时候让飞船直线飞行到火星是最节省燃料的，但现实情况恰恰相反，引力的作用会让探测器需要非常多的燃料。才能飞到火星，所以应该选择一条最节省燃料的路线，而不是距离最短的路线，这个路线就是“霍曼轨道”。

图解：太阳、地球和火星同处于一条直线上，2点之间直线最短，飞船直线飞行到火星是最节省燃料的

“霍曼轨道”

以我们现有的技术来说，这是最省燃料的飞行方式。在这个轨道上，航天器沿着围绕太阳的椭圆轨道与火星轨道相交，它使用燃料来提高速度，以脱离地球重力场然后进入火星轨道，进而直接着陆在火星上，这条轨道虽然在时间和路程上做出了牺牲，但确实是一条经济适用型轨道，使得探测器从地球到达火星通常需要259天，所以能否把握住发射窗口就是火星探测工程的一大难点。

图解：航天器沿着围绕太阳的椭圆轨道与火星轨道相交，它使用燃料来提高速度，以脱离地球重力场然后进入火星轨道

最困难的地方在着陆阶段

任何火星探测器在火星着陆都要经历“恐怖7分钟”，火星探测器进入火星大气时，速度高达5900米每秒，但要在7分钟内让探测器平稳的降落在火星地面，是火星探测任务中技术难度最大，失败率最高的环节，截止到目前，人类已经向火星发射了40多个探测器，但是最终成功登陆火星并正常工作的只有8个。

地球和月球之间的距离为38万公里单向通信延时只有1.3秒，进行视频直播还是可以接受的。

但是火星与地球之间最近的距离为5500万公里，最远距离则达到了4亿公里，信号需要22.3 分钟的时间才能抵达，（也就是说人在地球上说一声在吗？要等至少45分钟才能得到回复）。

因为信号延迟太多，着陆过程中任何一个操作，都不可能人为操控，所有的操作都是着陆器系统预先设计好的，着陆时，地球与火星距离较近，信号延迟大约7分钟，这其中需要探测器在200多秒内完成超过1000个不同动作和指令，而且每一个操作都必须非常精确，因为有7分钟的延迟，观看直播的人，其实都在观看探测器的着陆回放，如果着陆成功就是7分钟前就已经成功了。

为什么在火星着陆会这么困难？

降落过程在距离火星大气层很远的地方就开始了，找到合适的角度探测器与巡航装置分离，火星的大气环境不利于着陆。

月球没有大气层，也就没有气体会产生阻力，压力和高温，所以着陆月球只需要一个助推器，产生反推力就可以安全着陆。

而地球又有足够的大气层，只要隔热罩和降落伞就可以安全着陆。

火星就比较复杂，火星有大气层，但大气的密度不到地球的1%，高速运动的探测器经过大气层也会产生高温，温度高达1000多度，需要使用隔热罩，在距离火星表面约16千米的高空，超音速降落伞打开，但是稀薄的大气层产生的阻力，又不能把速度减缓到只能依靠降落伞就能安全降落的程度，所以必须要使用大型推进设备来继续减速，在火星降落需要气囊、空中起重机等“黑科技”技术的支持。

图解：NASA的充气隔热罩

结语

发射“火星1号”，还有一个摆在面前的不确定性因素，就是“长征5号”2017年7月2日晚，搭载着“实践18号卫星”的“长征5号遥二火箭”，在中国文昌航天发射场点火升空，火箭飞行出现异常，发射任务失利，导致包括“嫦娥5号”的一系列发射任务陷入停滞状态。2020年的“火星1号”探测器，也需要“长征5号”。因此“长征5号”能够成功复飞，才能保证“火星1号”计划的正常进行。

原创首发/太空生物学

文章作者简介：太空生物学、90后（萌新作者进阶计划）女学员、太空&内太空生物/文章创作者，愿我的文章给您带来知识。