本月1日21时，天问一号火星飞船如期进入我国佳木斯深空站测控范围，在经过长达十几小时连续跟踪测量后，深空站于本月2日上午7时整向天问一号进行上行指令加注，飞船环绕器轨道控制发动机顺利点火工作20秒，圆满完成第一次轨道中途修正任务，继续沿着正确轨道向火星飞去。
按照计划后续还将安排三次中途修正和一次深空机动，目前天问一号已在太空飞行超过310个小时，与地球间的距离也已经超过300万公里。
飞控中心组织实施天问一号首次轨道中途修正
飞船在太空进行无动力飞行会产生微小的位置速度偏差，而天问一号地火转移飞行全程有4.5亿公里，正所谓差之毫厘谬以千里，即便是微小偏差最终也会导致数百上千公里误差，这就是实施轨道中途修正的原因。深空机动则是因为飞船初始运行的日心轨道与火星轨道并不在同一个轨道面，因此需要调向建立切入火星引力的正确轨道。
由于长征五号遥四运载火箭入轨精度极高，第一次轨道中途修正的主要职能并不是修正探测器飞行轨道，而是为了验证轨道控制发动机的实际任务能力，进行推力标定，以掌握这款新型发动机的实际空间推力数据。
天问一号轨道空间位置示意图
实施轨道机动的3000N发动机是航天科技六院11所研制的YF-37型轨道控制发动机，该型发动机立项于2010年，并已于2016年定型，在正式执行任务前已在地面进行了充分测试，但是空间环境毕竟与地面环境有所偏差，所以需要进行空间推力标定，进而在后续中途修正任务中有的放矢。
型号总师兰晓辉对该型发动机在第一次中途修正任务中的表现只用了一个词，就是“非常优秀”。
YF-37型轨道控制发动机
理性认知火星探测难易程度，摒弃“刻舟求剑”思维
自天问一号发射入轨以来为了吸引眼球或者说为了强调任务的艰难性，媒体总是喜欢强调火星任务的成功率极低，他们经常抛出43%的总成功率，这是典型的“刻舟求剑”。
上世纪六十年代是人类第一轮探火高潮，美苏总计实施了12次火星任务发射，其中有3次成功，成功率仅有25%。要知道这一时期的航天技术极为稚嫩，有着极强的拓荒属性，经验也是极度欠缺，许多任务都是奔着刷新纪录的目标。
苏联火星-1A探测器（发射失败）
比如，苏联发射第一枚火星飞越探测器距离人类第一颗人造卫星发射仅有3年时间，属于还没学会走就想跑，许多探测器还没飞离地球就因为火箭问题导致失败。他们甚至在1962年窗口期一口气发射了三枚火星飞越探测器，结果无一成功全部失败。
贪功冒进的苏联甚至在没有掌握火星飞越探测能力的情况下要一步登天，在接连4次飞越火星探测失败后，指望通过第五次任务登陆火星，结果又是毫无悬念的失败。可以说人类火星探测总成功率较低的主要原因就是苏联在上世纪六十年代的一系列冒进尝试。
欧空局火星快车号2004年成功部署运作至今
当时间进入21世纪，随着航天技术尤其是深空探测技术的进步，火星环绕探测成功率已经上升至85%，甚至初次尝试火星登陆任务的欧空局也收获了“部分成功”的战绩。纵观人类探火历史，扎实的技术积累与科学缜密的任务准备往往是收获成功的基础。
我国天问一号火星任务一旦成功将对整个世界制造一次全新的震撼，因为这是人类第一个首次自主探索火星既连续实现绕、落、巡三大工程目标的新纪录。
天问一号看似一步登天的背后却没有任何冒进成分，因为这款飞船作为中国航天的集大成者，继承了一系列既有技术成果。
天问一号一步实现火星“绕、落、巡”
例如，长征五号运载火箭是嫦娥探月三期工程的发展成果、天问一号轨道控制发动机与嫦娥五号上升器发动机推力完全一致、进行上行指令加注的佳木斯深空站更是在嫦娥探月任务中屡建功勋、天问一号火星车与玉兔二号月球车也有着千丝万缕的联系。
虽然有一系列成熟技术成果可供应用，但毕竟这也是挑战殿堂级火星探测科目，伴随天问一号发射任务巅峰高地已经连续发表多篇不同视角的相关分析文章，今天我们再来分析下天问一号任务中最凶险的进入/下降/着陆EDL全流程操作。
天问一号不走寻常路，进入舱多项世界领先技术加持
按照计划，天问一号将于大年三十进入火星轨道，进入火星引力捕获轨道后天问一号环绕器YF-37型3000N发动机将在远火点工作，纵向机动变轨至停泊轨道，并在此进行为期两个多月的环绕探测。
远火点纵向机动
期间将对位于火星北半球的乌托邦平原南端东经110.318度/北纬24.748度为中心着陆点的赫斯伯利亚晚期低地单元使用天问一号环绕器搭载的高分相机进行局部高清成像，以服务接下来的EDL着陆任务。
天问一号环绕器搭载的火星高分相机
人们通常说着陆火星要经历“恐怖七分钟”，天问一号则不走寻常路，将着陆耗时由七分钟提升至八分钟，之所以产生时间差异是因为我们选择的着陆点海拔有将近负2000米的高度差，以此赋予着陆器更长的飞行控制时间，旨在提高着陆成功率。
按照计划，天问一号着陆任务将于明年航天日前夕的4月23日实施，届时环绕器YF-37型3000N轨控发动机制动点火下降高度，建立降轨姿态后包裹着陆巡视器的进入舱开始分离。
进入舱分离
进入舱将以14马赫（4.8公里/秒）速度高速进入火星大气层，这一速度虽然不及神舟飞船返回舱7.8公里/秒的再入速度，也远不及月地转移轨道返回再入地球大气层的嫦娥五号T1返回器，而且火星大气层也不及地球大气层稠密，但它富含二氧化碳、氮气、氩气、甲烷等物质，进入舱化学与物理反应将更加复杂，为有效保护着陆巡视器进入舱不同部位使用了性能各异的抗烧蚀材料。
进入舱需抵御上千摄氏度高温烧蚀
天问一号进入舱大底直径3.7米，仅次于好奇号/毅力号使用的4.5米直径隔热大底，是人类有史以来第二大火星进入舱。大底与拐角部位是气动加热最严重区域，使用的是“超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料”，有着强度高、密度低的材料性能，可以耐受1.5MW/㎡热流环境。
进入舱大底
防热大底采用整体成型工艺，70000个蜂窝格子一次性灌注到位的制备技术与材料综合性能同居世界领先水平，与之对比美国同类材料的加工工艺则是更加费时低效。
超轻质蜂窝增强低密度防热材料烧蚀情况
进入舱的舱盖、封边环、埋件、螺塞等部件则应用了强度更高的“连续纤维增强中密度防热材料”，热流烧蚀相对较轻的背罩部位则应用的是“超轻质烧蚀防热涂层材料”，上述三种材料皆由航天科技一院负责研发制备。
天问一号进入舱采用球头双锥体结构设计，该构型是我国首次应用，经历了充分的地面高超音速风洞吹风测试，与高空投放试验。进入火星大气层的最终目的就是将速度在距离火面仅100米时削减为零，减速第一阶段就是利用进入舱外形进行气动减速。
进入舱采用球头双锥体构型设计
进入舱在进入火星大气前利用姿控发动机建立再入姿态，此一阶段被称为攻角配平段，进入火星大气后展开位于背罩部位的配平翼继续调整再入角度，以最佳再入角利用进入舱大底迎风面进行气动减速，弹道升力体+配平翼也是我国首创的火星大气进入方案。
俄欧联手折戟减速伞，天问一号逆势反超
中国航天时至今日依然保持着返回式卫星发展线，加上神舟载人飞船，以及嫦娥探月三期月球采样返回飞船与新一代载人飞船的研发，全套掌握了近地轨道、高轨轨道、月地返回轨道涵盖第一宇宙速度至第二宇宙速度再入返回舱的研发技术。
种类丰富的返回舱产品线
放眼当今世界同时推进上述任务的仅有我们一家，充足的技术积累与任务实践经验对天问一号进入舱的设计研发大有裨益，这是欧空局实施小猎犬2号火星登陆任务时完全不具备的条件。
再比如，通过嫦娥五号T1返回器的研制我国又掌握了居于世界领先水平的减速伞轻量化设计制备能力，减速伞与再入器质量比做到了2.4%，优于日本隼鸟号的3.2%和美国星辰号的4.4%，而且还在国际上首次揭示了降落伞尺寸效应原理。
我国航天减速伞研发能力居世界领先水平
减速伞轻量化设计能力的跨代飞跃对天问一号同样至关重要，火星大气密度仅有地球大气的百分之一，同等尺寸减速伞减速效应在火星环境中会大打折扣，因此需要更大面积的减速伞，而火星进入舱对于重量也是极为敏感，有了减速伞轻量化设计方案的加持则有事半功倍之效。
与之对比，欧空局与俄罗斯联合研制的ExoMars火星探测器就是因为减速伞设计缺陷才导致被迫延期至两年后发射。
ExoMars火星探测器因减速伞缺陷延期两年
火星上空百米悬停，机器视觉系统再立新功
经历气动减速、减速伞减速后进入舱速度已经大幅下降，紧接着返回舱需要抛掉防热大底，尔后防热背罩与着陆巡视器脱离，此时着陆巡视器彻底暴露在火星大气环境中，与此同时着陆器配置的YF-36型7500N变推力发动机开始制动点火，进入动力减速段。
接下来将进入动力下降阶段
当着陆巡视器下降至距离火面仅100米高度时进入悬停避障阶段，此时基于嫦娥三号/四号任务研发的机器视觉避障系统开始发挥功效。导航惯性测量单元测算探测器下降平移加速度与角速度、微波测距与激光测距相结合可以实现大范围地形的高度感知、光学成像与激光三维成像结合可以精细识别障碍物。
悬停避障
基于机器视觉系统获得着陆区精细数据后即可启动姿态控制发动机进行横向机动避障，锁定着陆点后在7500N发动机变推力工况下缓速下降，距离火面还有两米高度时发动机关机，进入缓冲着陆阶段，此时由高效吸能合金制造的四条着陆腿将消化剩余冲击力，最终实现火面软着陆。
着陆腿缓冲着陆
搭建深空天链，全程感知登陆火星动态
着陆巡视器实施火星登陆任务时地火距离达2.95亿公里，双向通信延时更是长达33分钟，而整个降落过程也只有8分钟，所以不可能依靠人工测控加以干预，但这并不代表地球测控系统就毫无作为，掌握降落轨迹，确定着陆地点、与着陆巡视器建立数据传输通道等任务依然离不开测控工作。
天问一号环绕器中继通信示意图
天问一号进入舱与环绕器分离的同时，环绕器将同步抬升高度至中继通信轨道，它负责将进入舱着陆过程中的通信数据源源不断地中继接力回传地球，而天问一号进入舱防热背罩也配置有数块共形通信天线，着陆巡视器降落火面后由南京航空航天大学研制的应急通信信标也将在第一时间向地球发送着陆位置及状态数据。
应急通信信标
很多人说运气在登陆火星任务中占有很大权重，但是上世纪九十年代以来美国索杰纳号、勇气号、机遇号、好奇号四辆火星车接连成功部署，难道都是靠运气？显然不是。
天问一号着陆火星流程示意图
正如著名物理学家牛顿将科学尽头的问题归结为神学一样，在未知面前人们总是免不了胆怯或者是无助，而这对于诞生大禹治水、愚公移山、精卫填海故事的华夏文明而言，我们从骨子里就不信神不信邪，唯一坚信的就是靠双手创造的奇迹。
佳木斯深空测控站
对于天问一号而言，中国航天迎战未知火星最有力的撒手锏就是以往历次探测工程锤炼出来的经验积累与扎实细致的科学准备。
快舟十一
长征九号
轨道作战