不知不觉

天问一号探测器

发射已过去整整一年

从此茫茫宇宙中

神秘的红色星球

“火星 ”

有了中国的足迹

这一年里天问一号探测器

都经历了什么？

我们一起来回顾

我国在文昌航天发射场，

用长征五号遥四运载火箭成功发射

首次火星探测任务天问一号探测器，

火箭飞行约2167秒后，

成功将探测器送入预定轨道，

开启火星探测之旅，

迈出了我国行星探测第一步。

▲图为天问一号探测器发射瞬间。

天问一号探测器在飞离地球约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，

获取了清晰地月合影。在这幅黑白合影图像中，

地球与月球一大一小，均呈新月状，

在茫茫宇宙中交相辉映。

▲图为2020年7月27日，

天问一号探测器在距离地球约120万公里处

拍摄的地月合影照片。

天问一号探测器3000N发动机工作20秒钟，

顺利完成第一次轨道中途修正。

天问一号探测器飞行路程达到1亿千米，

探测器姿态稳定、能源平衡，多个载荷完成自检，

确认设备状态正常，此时已在轨飞行约36天，

距离地球约1075万千米。

天问一号探测器4台120N发动机同时点火工作20秒，

顺利完成第二次轨道中途修正，

并在轨验证了120N发动机实际性能。

天问一号探测器飞行路程达1.88亿千米，

距地球2410万千米，

探测器飞行正常并传回自拍图。

▲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。

飞行图像由探测器携带的分离测量传感器拍摄。

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。

天问一号探测器主发动机点火工作480余秒，

顺利完成深空机动。

此时飞行里程已突破2亿千米，

距离地球约2940万千米。

▲探测器调姿示意图

天问一号探测器8台25N发动机同时点火工作，

顺利完成第三次轨道中途修正，

并在轨标定了25N发动机的实际性能。

天问一号探测器飞行路程超过3亿千米，

距离地球约6380万千米，

此时已在轨飞行116天。

天问一号探测器发回首封家书。

天问一号探测器飞行路程约3.6亿公里，

距离地球超过1亿公里，

飞行状态良好。

天问一号探测器发动机点火工作，

顺利完成地火转移段第四次轨道中途修正，

以确保按计划实施火星捕获。此时已在轨飞行约197天，

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。

▲此图为天问一号在距离火星约220万公里处，

获取的首幅火星图像。

图中，火星阿茜达利亚平原、克律塞平原、

子午高原、斯基亚帕雷利坑，

以及最长的峡谷—水手谷等标志性地貌清晰可见。

▲①阿茜达利亚平原；②克律塞平原；

③子午高原；④斯基亚帕雷利坑；⑤水手谷。

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400千米，

周期约10个地球日，倾角约10º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。

监视相机完整记录了火星进出视野、

发动机点火后探测器轻微震动

和探测器从火星白天飞入黑夜的过程,太阳翼、

定向天线、火星大气层及表面形貌清晰可见。

天问一号探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动。

3000N发动机点火工作，

将轨道调整为经过火星两极的环火轨道，

并将近火点高度调整至约265千米。

天问一号探测器成功实施第三次近火制动，

进入近火点280千米、远火点5.9万千米、

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，

环绕器7台载荷将全部开机，开始科学探测。

同时，载荷中的中分辨率相机、高分辨率相机、

光谱仪等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。

此时已在轨飞行215天，

距离地球2.12亿千米。

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幅全色图像和1幅彩色图像。

全色图像由高分辨率相机在距离火星

表面约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。

国家航天局发布2幅由我国首次火星探测

任务天问一号探测器拍摄的南、北半球火星侧身影像。

图像中，火星呈“月牙”状，

表面纹理清晰。

▲南半球影像由天问一号中分辨率相机

于北京时间2021年3月16日拍摄，

此时环绕器轨道高度约1.12万公里。

天问一号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“侧身”影像。

▲北半球影像由天问一号中分辨率相机

于北京时间2021年3月18日拍摄，

此时环绕器轨道高度约1.15万公里。

国家航天局公布中国第一辆火星车命名为：

祝融号。

英文名称采用直接音译方式确定为：

Zhu Rong。

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，

我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。

当日凌晨1时许，

天问一号探测器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。

天问一号环绕器已实施第四次近火制动，

顺利进入周期为8.2小时中继通信轨道。

在这一阶段，

环绕器的主要工作是做地球和火星之间的“信使”，

 进行“地火传书”。

国家航天局发布天问一号任务探测器着陆过程

两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。

图像中，着陆平台和“祝融号”火星车的驶离坡道

、太阳翼、天线等机构展开正常到位。

▲此图由火星车的前避障相机

正对火星车前进方向拍摄。

图中可见坡道机构展开正常；

图像上部的两个伸杆为已经展开到位的次表层雷达；

前进方向地形清晰。

为获知火星车前进方向更大范围的地形信息，

避障相机采用大广角镜头，

在广角镜头畸变的影响下，

远处地平线形成一条弧线。

▲此图由导航相机拍摄，

镜头指向火星车尾部。

图中可见火星车太阳翼、

天线展开正常到位；

火星表面纹理清晰，

地貌信息丰富。

“祝融号”火星车安全驶离着陆平台，

到达火星表面，开始巡视探测。

▲图为“祝融号”火星车驶离着陆平台，

实拍北京航天飞行控制中心大屏。

天问一号任务的科学目标

是研究火星形貌与地质构造特征、

火星表面土壤特征与水冰分布、

火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、

火星物理场与内部结构等。

国家航天局发布天问一号任务着陆区域高分影像图。

图像中天问一号着陆平台、

“祝融号”火星车及周边区域情况清晰可见。

▲左图：着陆前；右图：着陆后

影像图由天问一号环绕器高分辨率相机于2021年6月2日18时拍摄。

着陆后图像右上角有两处明显亮斑，

靠上的亮斑由两个亮点组成，

较大亮点为天问一号着陆平台，

较小亮点为“祝融号”火星车。

以着陆平台亮点为中心，周围区域颜色较暗，

据分析，可能是降落过程中受到发动机羽流影响造成。

着陆平台南北方向，存在对称的喷射状亮条纹，

可能是着陆后着陆平台钝化时吹除了较细的尘埃形成。

图像中部亮斑为降落火星过程中抛离的背罩及降落伞组合体，

其中背罩为圆形亮点，降落伞为长条状亮点。

图像左下方向，存在另外一处明显的亮斑，

为降落过程中抛离的防热大底。 

国家航天局公布由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、

火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图。

首批科学影像图的发布，

标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。

▲“着巡合影”图，

是火星车行驶至着陆平台南向约10米处，

释放安装在车底部的分离相机，

之后火星车退至着陆平台附近。

分离相机拍摄了火星车移动过程和火星车与着陆平台的合影。

图像通过无线信号传送到火星车，

再由火星车通过环绕器中继传回地面。

▲着陆点全景图，

是火星车尚未驶离着陆平台时，

由火星车桅杆上的导航地形相机，

进行360°环拍，经过校正和镶嵌拼接而成。

图像显示，着陆点附近地势平坦，

远处可见火星地平线，石块丰度和尺寸与预期一致，

表明着陆点自主选择和悬停避障实施效果良好。

▲“中国印迹”图，

是火星车行驶到着陆平台东偏南60°方向约6米处，

拍摄的着陆平台影像图。

图像显示，着陆平台熠熠生辉，

国旗鲜红方正，

表面地貌细节丰富。

▲火星地形地貌图，

是火星车驶达火星表面后，

由导航地形相机拍摄的第一幅地形地貌影像图。

图像显示，近处表面较平坦，

分布有大小不同的石块，

边缘平滑、颜色较浅、呈半掩埋状，

较远处有一环形坑，环形坑边缘分布有颜色较深、

棱角分明的石块，更远处是几处沙丘。

国家航天局发布天问一号火星探测任务着陆

和巡视探测系列实拍影像，

包括着陆巡视器开伞和下降过程、

祝融号火星车驶离着陆平台声音及火星表面移动过程视频，

火星全局环境感知图像、火星车车辙图像等。

火星全局环境感知图

（建议横屏观看）

↓↓↓↓

▲2021年6月16日，

火星车开展了全局环境感知，

为后续阶段科学探测进行路径规划，

并通过后避障相机，

拍摄了火星车行驶的清晰车辙。

“祝融号”火星车已在火星表面工作54个火星日，

行驶里程超过300米。

火星车驶上火星表面以来，

向南行驶开展巡视探测，导航地形相机每日对沿途地貌进行成像，

行进中次表层雷达、气象测量仪、表面磁场探测仪开机探测，

途中遇到岩石、沙丘等特殊地貌时，

利用表面成分探测仪、多光谱相机等开展定点探测。

▲此图为火星岩石，

由多光谱相机获取的多个谱段数据合成，

图中可见火星岩石的纹理特征和火星车车辙。

▲此图为火星岩石和尘土，

由多光谱相机获取的多个谱段数据合成，

图中呈现了岩石表面火星尘土的覆盖情况。

▲2021年6月26日（第42火星日），

火星车到达一处沙丘地带，

利用导航地形相机拍摄了红色沙丘高分辨率影像，

拍摄点距离沙丘约6米，

周围分布有不同大小的石块，

其中正对着火星车的石块宽约0.34米。

▲2021年7月4日（第50火星日），

火星车行驶至沙丘南侧，对周围地形地貌感知成像，

此图可见沙丘全貌，

长约40米，宽约8米，高约0.6米。

图5左侧为一簇形状各异的石块，

右上角可见背罩和降落伞，

成像时火星车距离着陆点直线距离约210米，

距离背罩和降落伞约130米。

▲图中左侧为一簇形状各异的石块，

右上角可见背罩和降落伞，

成像时火星车距离着陆点直线距离约210米，

距离背罩和降落伞约130米。

天问一号环绕器在轨工作353天，

工况正常。地火距离3.707亿千米，

光行时20分36秒。

“祝融号”火星车累计行驶410.025米，

工况正常。

“祝融号”火星车在南向巡视探测途中，

路过降落伞与背罩组合体附近，

利用导航地形相机对组合体进行成像（降落伞与背罩图像），

图中可见降落伞全貌和经气动烧蚀后的完整背罩结构，

背罩上的姿控发动机导流孔清晰可辨，

成像时火星车距离背罩约30米，

距离着陆点约350米。

在接近和驶离过程中，

火星车前、后避障相机也拍摄到了降落伞与背罩。

▲降落伞与背罩图像

▲前避障相机图像

▲后避障相机图像

▲图为2021年5月15日着陆过程中

降落伞打开后的图像。

▲图为2021年6月2日环绕器拍摄的着陆区图像，

图中可分辨出着陆平台、火星车、

降落伞及背罩、

防热大底的相对位置。

天问一号探测器传回的信息，

当日“祝融号”火星车行驶里程突破一华里（509米），

即将到达第二处沙丘，

计划对沙丘及周边环境开展详细探测。

＂祝融号＂火星车已在火星表面工作63个火星日，

“天问一号”环绕器在轨工作359天，

距离地球约3.75亿千米，

单向通信时延接近21分钟。两器状态良好，

各分系统工况正常。

天问一号的探火之旅

漫长而孤独

它每一次向地球传来的回音

都令人喜悦和振奋

一年，365天，8760个小时

我们和它相互守望的故事还在继续

......