中国行星探测开启新征程

2020年7月23日，文昌航天发射场，火一样的骄阳照射在白色的火箭上。指控大厅里的人们却是有条不紊，心静如水。10个小时前，燃料已经开始加注，并将持续到发射。

长五遥四火箭整流罩上，中国行星探测的标志格外显眼，这将是中国首次走出地月系，迈向太阳系家族中的大行星。火箭将把天问一号探测器送往火星。

“10，9，8，7，6，5，4，3，2，1，点火！”

7月23日12点41分，天问一号由长五遥四火箭发射升空，这一刻中国人已经等了许久。时间退回到10多年前，中国曾经还有过两次探索火星的机会。

2007年，中国发射了嫦娥一号月球探测器，并获得了圆满成功。嫦娥二号是嫦娥一号的备份星，于是有人提出它没有必要重复嫦娥一号的工作，可以考虑去火星，因为2009年正好有火星发射窗口。一批科学家进行了嫦娥二号去火星的论证，但是很遗憾这个想法没有实现。

与此同时，中国的第一个火星探测器“萤火一号”正在研制中。2007年6月，中俄正式签署中俄联合探测火星工程的合作协议，利用俄罗斯“福布斯-土壤”探测计划，与俄罗斯联合开展一次火星探测。

“福布斯-土壤”由3部分组成，上面是1个着陆器，下面是包含发动机和燃料储箱的推进舱，上下之间有桁架结构连接，在桁架结构中间是“萤火一号”的固定位置，“萤火一号”相当于是在它的肚子里。探测器抵达火星之后，会把推进舱分离抛掉，之后再把桁架抛掉，“福布斯-土壤”探测器再与“萤火一号”分离，它将着陆火星的一个卫星火卫一，收集上面的土壤样本，并将首次把收集到的土壤带回地球。“萤火一号”留在环绕火星的轨道上展开科学探测。“福布斯-土壤”探测器有约110公斤的荷载余量，所以，“萤火一号”探测器需要按照约110公斤的重量去设计。

“萤火一号”由上海航天技术研究院承担研制任务，探测器长、宽各约75厘米，高60厘米，体积不到1立方米。两侧太阳帆板展开近8米，质量约110公斤，设计寿命2年。“萤火一号”上共携带8件仪器，由中科院空间中心负责科学载荷的研制，包括两台摄像机、两台磁强计以及离子探测包、光学成像仪等。“萤火一号”主要科学探测目标是对火星的空间磁场、电离层和粒子分布变化规律，以及火星大气离子逃逸率进行探测。此外，还将探测火星地形地貌、沙尘暴以及火星赤道附近的重力场，探测研究火星表面水的消失机制，揭示类地行星的空间环境演化特征。在探测器取名时，选择了中国古代对火星的称谓“荧惑”的谐音——萤火，寓意它仿佛是暗夜中的一只小小的萤火虫。但实际上，它是飞进太阳系，进入深空，奔向火星的最小的一个探测器。

深空探测有几个需要着重解决的技术能力问题。当时，中国火箭的运载能力没有问题，探测器的研制水平也没有问题。在研制“萤火一号”的过程中，遇到最主要的问题在于测控通信方面。当时中国的深空探测能力还存在一定的局限，卫星地面站天线的最大口径只有18米，仅能满足对38万公里外探月的测控需求，对于保障最远4亿公里的火星通信传输，实力达不到。

而俄罗斯深空网建于苏联时期，时间比较早，也很成熟，东、西两站经度相隔100度左右，有很长的接力观测时间。乌苏里斯克站、叶夫帕托里亚站的深空天线的口径都是70米，接收科学探测数据的熊湖站天线口径也有64米。因此，“萤火一号”需要利用俄罗斯熊湖站的64米地面天线来作为数传的接收天线，乌苏里斯克和叶夫帕托里亚两个深空站对“福布斯-土壤”探测器进行测控。

2009年初，“萤火一号”制造完成，4月，启程运往俄罗斯，计划于当年秋天发射。从8月份开始就有“小道”消息传出，“福布斯-土壤”根本赶不上进度，不可能在10月那个窗口发射。9月20日，俄罗斯拉沃什金设计局终于承认，他们无法赶上10月份的发射窗口，不得不推迟两年再发射。受此影响，“萤火一号”又被运回上海。

“萤火一号”在库房里存放了两年，其间还进行了几次加电测试。2011年6月，它被再次运往莫斯科。在拉沃什金设计局和拜科努尔发射场进行的测试表明，探测器一切正常。

2011年11月9日凌晨，搭载着“福布斯-土壤”和“萤火一号”探测器的“天顶-2SB”运载火箭从哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场发射升空。福布斯发射后，应该进入200公里高度的轨道，之后由火箭的上面级（在火箭基础级上增加的具有独立控制系统和动力系统的火箭子级）做几次近地点加速，逐渐将椭圆轨道的远地点升高，每次到近地点速度都会加快，直到加速到超过11.2公里每秒。然而，发射之后地面仅收到了1次遥测信号，没多久探测器就失联了。

第二天，俄联邦航天局发布消息，称探测器遭遇意外情况，上面级发动机没有按原定的程序在轨道近地点启动，而且测控应答机也出了问题，无法与地面取得联系，也无法接收地面的指令。通过地面雷达和光学的观测数据判断，“福布斯-土壤”仍然在高度大约200公里的近圆轨道上飞行。

2011年飞向火星弹道的窗口最晚将于11月21日关闭，也就是说如果“福布斯-土壤”无法在这个时间之前踏上地火转移轨道，那它就永远无法到达火星了。实际上，“福布斯-土壤”在200公里高的轨道上孤独地飞行了两个月。2012年1月15日，俄罗斯宣布，2011年11月发射失败的“福布斯－土壤”火星探测器的碎片于莫斯科时间15日21点45分（北京时间16日1点45分）左右坠落在太平洋海域。中国的第一个火星探测器也就随之灰飞烟灭了。

中国科学院国家空间科学中心原主任、“萤火一号”首席科学家吴季曾经回忆说：虽然“萤火一号”没有实现我们奔向火星的梦想，但是它使中国的空间科学家体验了通过自主设计的科学目标，登上国际竞争与合作的大舞台的过程。在“萤火一号”之前，我们国家还没有一个专门研究火星的团队，甚至还没有一本关于火星的教科书，哪怕是翻译的，都没有。“萤火一号”之后，我们不但组建了相关的科研团队，翻译出版了关于火星的教科书，还在之后提出了一系列新的科学目标和探测方案，为今后我国自主火星探测奠定了基础，培养了人才队伍。

虽然“萤火一号”没有实现探索火星的梦想，但是小小的萤火虫点燃了中国人奔向火星的激情。2014年11月9日，在第十届中国国际航空航天博览会上，中国航天科技集团展出了火星探测环绕器模型和火星巡视器原尺寸模型。

2016年1月11日，中国火星探测任务获得国家批准立项，将于2020年前后实施。

在两千多年前，屈原在楚国先王宗庙的墙壁上写下了世界文库中绝无仅有的旷世奇作《天问》。

遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？冥昭瞢暗，谁能极之？冯翼惟象，何以识之？……

在《天问》中，屈原从宇宙之本源，到阴阳之俱化，从天地之构造，到星辰之往亘，连问苍天170多个问题，追寻宇宙的奥秘。

在人类文明的进程中，不论古今、不论国家民族，人们一次次仰望星空，一步步探查宇宙奥秘，以拓展人类认知的边界。1957年，第一颗人造卫星诞生。在此后的60多年时间里，人类共发射了1万多个航天器，各类探测器相继拜访了月球、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。

带着两千多年前古人对太空的追问与求索，航天人又开始了新的攀登。

2020年的4月24日，第五个“中国航天日”到来之际，备受关注的中国首次火星探测任务名称、任务标识正式公布。中国行星探测任务被命名为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”；中国行星探测工程图形标识为“揽星九天”。

从探月到探火，中国航天按照习近平总书记不断追求航天梦的指引，在科学探索的道路上越走越远，为拓展人类对未知世界的认知，做出中国贡献。