一篇了解“天问一号”的前世今生和历史使命（天问传说）

“天问一号”从2020年7月23日到2021年5月15日，经过7个月的时间抵达火星，并在火星轨道运转观测3个月后，成功着陆巡视。从地球发射到火星完美着陆，过程中经历了多次中途修正和机动，终于“祝融号”火星车在火星成功打卡。

与月球探测任务时可以看到近乎实时的场景不同，火星探测风险高、难度大。

探测任务面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战；受远距离影响、探测器与地球通信时延长；着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等。

天问一号的成功，对中国航天事业发展中具有重大意义。它突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术，实现了我国首次地外行星着陆。

接下来，让我们全面了解下“天问一号”的前世今生和历史使命。

1.“天问一号”的前世今生

2020年4月24日中国首次火星探测任务被命名“天问一号”

同时将中国行星探测任务被命名为“天问系列”，后续行星系列将依次编号，也就是说还会有“天问二号”和“天问三号”等等。

为什么取名“天问”呢？

早在约公元前300多年，即距今约2300多年前，中国人就表达了对太空日月星辰的好奇与宇宙运转机理的探索*。

诗人屈原有一首长诗为《天问》，该诗从天地离分、阴阳变化、日月星辰等自然现象，一直问到神话传说乃至圣贤凶顽和治乱兴衰等历史故事，表现出屈原对某些传统观念的大胆怀疑，以及追求真理的探索精神。

其中关于日月星辰的四句天问如下：

九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？

翻译为白话文：

平面上的九天边际，抵达何处联属何方？边边相交隅角很多，又有谁能知其数量？天在哪里与地交会？黄道怎样十二等分？日月天体如何连属？众星在天如何置陈？

取名“天问”，展示了我们中华民族对真理追求的坚韧与执着，对自然和宇宙空间探索的文化传承，探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。

天问一号是我国行星探测工程的第一步，也是极为关键的一步。中国行星探测（Planetary Exploration of China， PEC）工程作为一个完整的太空探测项目，以“揽星九天”作为工程的图形标识。图形上有太阳系八大行星依次排开，开放的椭圆轨道整体倾斜向上，展示了独特字母“C”的形象，代表了中国行星探测-China，也体现着国际合作精神-Cooperation。

被命名为“天问一号”的首次火星探测任务图形标识

按计划，此次探测任务目标将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视探测。

2020年7月23日天问一号探测器在文昌航天发射场发射升空

长征五号遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。

天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。

2020年7月27日天问一号传回首张地月合影

天问一号探测器飞离地球超过150万公里，已脱离地球引力影响范围，进入行星际转移轨道。

在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影。在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状。

2020年8月2日天问一号完成第一次轨道中途修正

天问一号探测器顺利完成第一次轨道中途修正，修正的精度很高，继续飞向火星。本次点火在完成轨道修正的同时，在轨验证了3000N发动机的性能。

中途修正一般是指在探测器飞行过程中，对各种原因导致的轨道偏离进行修正，使探测器更贴近理论轨道飞行。

2020年9月20日天问一号完成第二次轨道中途修正

天问一号探测器已在轨飞行60天，距离地球约1900万公里，飞行路程约1.6亿公里。并以每天约30万公里的速度远离地球，单向通信时延达到了一分钟左右。

在该阶段顺利完成第二次轨道中途修正，并让4台120N发动机同时点火工作20秒，从而验证了120N发动机的在轨实际性能。

2020年10月1日天问一号首次深空自拍

天问一号探测器距离地球约2410万公里，飞行路程约1.88亿公里。

探测器发回了首次深空“自拍”照，茫茫宇宙中银色的着陆巡视器和金色的环绕器熠熠生辉，探测器上的五星红旗光彩夺目，呈现出鲜艳的中国红。

探测器上的五星红旗，尺寸约为39厘米×26厘米，略小于一张A3纸，重量144克，图案采用特殊材料经特殊套印工艺喷涂。

这张珍贵的“自拍”是由探测器携带的分离测量传感器拍摄的。传感器安装于探测器外侧壁，在地面控制下与探测器本体分离，利用自身两侧安装的两个广角镜头，每秒拍摄一张图像，通过WIFI通信方式将图像传送给探测器，再由探测器转发给地面站。

2020年10月9日天问一号探测器完成深空机动

天问一号探测器距离地球约2940万公里，顺利完成了深空机动。

机动是指改变当前轨道，使探测器进入另一条轨道而进行的变轨控制。

天问一号发射后并不是直接朝着火星飞，而是综合考虑了从发射到火星捕获的各种约束条件并使推进剂消耗尽可能小，只是朝着火星的大致方向飞行。这次深空变轨后，新的轨道直接精准地瞄准探测器与火星交汇点，为后续探测器靠近火星的“急刹车”，即近火制动打下基础。

2020年10月28日天问一号完成第三次轨道中途修正

天问一号探测器已在轨飞行97天，距离地球约4400万公里，飞行路程约2.56亿公里。

探测器顺利完成第三次轨道中途修正，并让8台25N发动机同时点火工作，验证了25N发动机的实际在轨性能。这次中途修正，对转移轨道进行微量调整，使火星探测器按照预定时间与火星交会。

2020年12月9日天问一号发回首封家书

中国航天科技集团五院“天问一号”火星探测器研制团队，以“天问一号”的口吻，写了首封“家书”并对外发布。

“家书”提到：目前“天问一号”一切均好，已飞行了快3.5亿公里，对地球距离约9250万公里，对火星距离约1400万公里，预计（2021年）春节前后被火星捕获。

2月6日天问一号传回首幅火星图像

天问一号探测器距离地球约1.84亿公里，距离火星约110万公里，飞行里程约4.65亿公里。

国家航天局对外发布了天问一号火星探测器传回的首幅火星图像。该图像在距离火星约220万公里处拍摄，采用黑白模式成像。图中，火星阿茜达利亚平原、子午高原、斯基亚帕雷利坑等标志性地貌清晰可见。

同时，天问一号探测器于2月5日20时顺利完成地火转移段第四次轨道中途修正。

2月10日天问一号顺利进入环火轨道

天问一号探测器累计飞行202天，距离地球约1.92亿公里，飞行里程约4.75亿公里，与地球通信单向时延约10.7分钟。

天问一号探测器实施近火捕获制动，环绕器3000N轨控发动机点火工作约15分钟，探测器顺利进入近火点高度约400公里，周期约10个地球日，倾角约10度的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标，环绕火星获得成功。

天问一号携带的中分辨率相机、高分辨率相机、磁强计、矿物光谱分析仪、离子与中性粒子和能量粒子探测仪等载荷将陆续开始工作，对火星开展多维度探测。

2月11日天问一号的第二封家书

大年三十，天问一号发回第二封“家书”，称自己“离家200余天，跋涉4.75亿公里”，已进入环火轨道。借此机会给“家人和全国人民拜年，祝大家牛年大吉”。

2月24日天问一号成功实施近火制动

天问一号探测器在轨飞行215天，距离地球2.12亿千米。

探测器成功实施第三次近火制动，进入近火点280公里、远火点5.9万公里、周期2个火星日的火星停泊轨道。探测器将在停泊轨道上运行约3个月，其中7台载荷将全部开机，将对预选着陆区地形地貌、沙尘天气等进行详查，为择机着陆火星做好准备。

3月4日天问一号拍摄到高清火星影像图

国家航天局发布3幅由我国首次火星探测任务天问一号探测器拍摄的高清火星影像图，包括2幅黑白图像和1幅彩色图像。

黑白图像由高分辨率相机在距离火星表面330千米~350千米高度拍摄，分辨率约0.7米，成像区域内火星表面小型环形坑、山脊、沙丘等地貌清晰可见，据测算，图中最大撞击坑的直径约620米。彩色图像由中分辨率相机拍摄，画面为火星北极区域。

3月26日天问一号拍摄的火星侧身影像公布

天问一号探测器在停泊轨道运行一个月，在探测器飞行至距离火星1.1万千米处，利用中分辨率相机拍摄了火星全景。此时，由于探测器处于火星侧后方上空(以面向太阳为前方)，得到两幅火星南、北半球“侧身”影像。呈“月牙”状，表面纹理清晰。

4月24日 中国首辆火星车被名称为“祝融号”

祝融在中国传统文化中被尊为最早的火神，象征着我们的祖先用火照耀大地，带来光明。

首辆火星车命名为“祝融”，寓意点燃我国星际探测的火种，指引人类对浩瀚星空、宇宙未知的接续探索和自我超越。

5月15日7时18分天问一号成功着陆火星

天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，标志着我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。也意味着完成了“绕、着、巡”的前两步。

探测器凌晨1时许，在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。4时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后，环绕器进行升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器提供中继通信。后续，“祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。