北京时间 2 月 10 号 19 时 52 分，中国首次火星探测任务 “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 分钟后，探测器顺利进入近火点高度约 400 千米、周期约 10 个地球日、倾角约 10° 的大椭圆环火轨道，这是中国第一颗人造卫星实现此次任务 “绕、着、巡” 目标的第一步，成功开启环绕火星模式。
图 | 天问一号制动捕获高清效果图（来源：人民日报）
据媒体消息，首次火星探测任务由地火转移阶段进入火星捕获阶段后，天问一号环绕器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。
自 2020 年 7 月 23 日成功发射以来，天问一号探测器已累计飞行 202 天，完成 1 次深空机动和 4 次中途修正，抵达火星时飞行里程约 4.75 亿千米，距离地球约 1.92 亿千米，器地通信单向时延约 10.7 分钟，各系统状态良好。
图 | 天问一号制动捕获高清效果图（来源：人民日报）
后续天问一号还将经过多次轨道调整，进入火星停泊轨道，开展预选着陆区探测，计划于 2021 年 5 月至 6 月择机实施火星着陆，开展巡视探测。
飞行过程中如何保持正确航向？
随着天问一号探测器逐渐接近火星，在飞行过程中需要面临的几个问题，也被很多人关注到，那就是天问一号在浩瀚宇宙飞行的过程中，如何保持正确航向、如何在高速飞行中完美刹车从而成功地被火星捕获等。
图 | 天问一号制动捕获高清效果图（来源：人民日报）
对于这个问题，国家航天局新闻宣传中心表示：“实际上，如同地球上的人们出行使用导航一样，天问一号去火星也是有导航的。这套导航系统就是我们国家的深空测控网。天问一号在飞行中，会受到各个天体的引力作用，不可避免地与理论轨道产生偏离，而这些偏差其实都在深空测控网的密切监控下。当偏差达到一定范围，控制人员就会适时对探测器进行轨道调整，用航天术语来表示就是轨道修正。同时，通过测控信号，控制人员也可以知道天问一号的实时位置，并告诉它应该在哪里转弯，在哪里刹车，这也就是深空机动和近火制动。”
探测器到达火星后为什么不直接着陆？
对于天问一号到达火星后为什么不直接着陆这个问题，中国科学院国家天文台研究员郑永春说：“确实是已经规划好了。天问一号火星探测器自 2020 年 7 月 23 日发射之后，整个飞行旅途达到七个月左右。抵达火星之后，首先是环绕火星进行运转。因为刚开始时，这么高速飞过去，也要有一个刹车的过程。起初，天问一号只是刹住了，不过由于它进入的是个大椭圆轨道，近火点是刹住了，但这条轨道的远火点会甩到很远。然后，在慢慢调整的过程中，它的轨道高度会越来越低，也就是远火点越来越低，其目的是要瞄准一条进入火星大气的轨道。而这里恰恰是整个火星探测难度最大的地方，即 EDL（Entry，Descent，and Landing，即进入、下降和着陆）。”
郑永春进一步对媒体解释称：“探测器在进入火星大气后，逐渐减速，进入着陆过程。因为火星探测器的信号传回地球需要十几到二十几分钟，所以在这个时间段内没有办法通过地面进行干预，天问一号只能完全靠自己测量参数、做出决定。由于我们对火星的了解非常有限，比如大气、土壤、各种气象条件等情况都是未知的，在进入过程中，天问一号要尽可能地延长在大气中穿行的距离，这样的话就可以用大气阻力进行减速，速度降到一定阶段时再打开降落伞。降落伞减速到一定速度后，反推火箭会点火启动再减速。减速到一定阶段后，就会靠着陆腿缓冲着陆到火星上面了。整个过程的时间是七分钟，也是飞行风险系数最高的阶段，我们称其为黑色七分钟。天问一号探测器大概在 5 月份会登陆火星，一旦登陆成功，中国将是世界上第二个成功实现火星着陆的国家。”
二月探火为何 “三星照”？
在 2 月 9 日至 18 日期间，阿联酋 “希望号” 探测器、中国 “天问一号” 探测器和美国 “毅力号” 火星车会陆续飞抵火星。为何它们都在此时探测火星？这其实与航天器飞赴火星的窗口期和三国探测火星的规划不谋而合有关。
据媒体报道，俄罗斯知名航天历史学家亚历山大・热列兹尼亚科夫说：“作为紧邻地球的行星，火星一直吸引着人类。除了用天文望远镜观测外，探测器是研究火星的主要工具。火星与地球的相对位置，使发射火星探测器的时机选择非常重要。当二者距离较近时派遣探测器远赴火星，可减少探测器能耗，缩短其抵达火星的时间。此前最近的火星探测器发射窗口期是 2020 年 7 月，因此阿联酋、中国、美国的探测器先后于当月出发，抵达火星的时间也相近。”
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩对媒体表示：“此次派遣航天器飞赴火星的 3 个国家，其空间探测规划各异，启动本次任务的时间却不谋而合。发射航天器探测火星的窗口期每隔 26 个月有一次，美国差不多每隔 26 个月便有与火星研究相关的航天发射，派遣‘毅力号’火星车飞赴火星是既定任务，其启程时间就在最近的一个发射窗口期，即 2020 年 7 月底。”
庞之浩还表示：“中国空间探测实现了跨越式发展，将在首次考察火星过程中即完成 “绕、落、巡” 三步，这在人类火星探测史上是前所未有的。中国空间探测技术在不断积累中日臻完善，如今探测火星的各项条件也已经成熟。”
-End-