荔枝科技专稿 记者/王晟

　　2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，择机着陆于火星乌托邦平原。

　　自从2020年7月从海南文昌发射升空到现在，已经过去了240多天，“天问一号”离地球“老家”已经有4亿多公里之遥，所以测控信号的接受和反馈，一个来回就需要40多分钟。而且火星着陆难度极高，需要设计精妙的着陆方式。

图源：国家航天局

　　探测器安全“跳”到火星表面，都有哪些方式？将在本次任务中实施“绕、落、巡”的“天问一号”，又会采用哪种方式，开展火星登陆，安全降落在那颗遥远的红色星球上呢？

　　目前，火星探测器软着陆主要有三种方式：

　　“弹弹弹”的气囊式：

　　探测器进入火星大气层后，气囊自动充气，像乒乓球那样在地面上弹……弹……弹……把坠落的冲击力消耗吸收。

　　最后，气囊泄气，完好无损的探测器露出真身，开展工作。

气囊泄气后打开保护罩，“勇气号”火星车自行开出    图源：NASA

　　2004年，美国“勇气号”火星车就是用这种方式，像个球一样被“扔”上了火星。

　　但是，气囊弹来弹去，很难实现精准着陆，气囊也有被刺破的风险。

　　“用完就滚一边儿去”的空中吊车式

　　探测器进入大气层后，借助反推火箭缓缓下降，把一台火星车慢慢吊运到地面。

　　然后上面的“吊车”部分飞到一边坠毁，结束自己的使命。　　

　　2012年，美国的“好奇号”火星车就是这样被吊运到火星上的。

　　空中吊运着陆速度慢，冲击小，但是太过复杂，风险比较大。

　　“小心谨慎”伸腿式着陆    

　　带有缓冲装置的着陆腿，可以吸收探测器着陆时的冲击力，降低那一瞬间的“峰值载荷”。

　　就好像体操运动员落地时的“卸力”动作。

　　配有着陆腿的探测器，一般还带有反推发动机——通俗地讲，就是一边朝地面喷气，一边小心地探腿落地。

美国“凤凰号”探测器登陆火星模拟动画  图源：NASA

　　这种着陆方式精度最高，可以精确地在预定地点软着陆，在航天探测器中应用最广泛。

　　尤其是大型探测器在月球、火星上着陆，需要释放月球车、火星车，多数都用这样的方式。

嫦娥四号成功登陆月球背面  图源：国家航天局

　　此前中国的“嫦娥”系列月球探测器，美国阿波罗系列登月飞船，“凤凰号”火星探测器等等，都是用这样的方式着陆。

　　在2019年11月14日，中国国家航天局邀请部分外国驻华使馆及国际组织人员，观摩中国首次火星探测任务着陆器悬停避障试验。

　　 
位于河北的试验场  图源：央视新闻

　　 “天问一号”的着陆器悬停避障试验，在亚洲最大的地外天体着陆综合试验场进行。通过模拟火星重力环境（火星重力加速度约为地球的1/3）下，“悬停、避障、缓速下降”的过程，综合验证了着陆器的设计正确性和可靠性。

　　这是中国火星探测任务着陆器悬停避障试验首度公开。

红色吊盘下方挂着的就是中国火星登陆器（验证中）  图源：央视新闻

　　 2021年中国航天日主场活动上，“天问一号”等比例模型公开亮相。

　　下图中，由远至今，分别是：“天问一号”探测器系统，着陆器部分和巡视器（即火星车“祝融号”）的模型。

　　看到了吧，“天问一号”着陆器配有几条着陆腿。

　　一个字，稳！

　　荔枝科技了解到，国际航天界还在探索更前沿的火星探测着陆方式：

　　“低密度超声速减速器”

　　当探测器进入火星大气后，减速器会像河豚鱼一样迅速鼓气，增加空气阻力，进行减速，然后借助巨型降落伞安全着陆。

　　“地形自动匹配”

　　探测器下降的过程中，拍摄下方着陆区画面，与事先输入的降落地点照片智能比对，如果发现有偏差，会自动启动发动机调整姿态和方向，尽可能接近预定目标区域，然后安全着陆。

　　（本文除采访收集的资料外，其它资料来源：《航空航天概论（第4版）》北航出版社、央视新闻、NASA、sky news。本文系荔枝新闻专稿，拒绝一切删改。 ）