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飞向火星的飞船，经历的“恐怖7分钟”到底是怎么回事
发射飞船上火星的难度远比月球要难的多，“恐怖7分钟”就源于此，这就像多年寒窗苦读，走上了考场，能否过独木桥全靠这7分钟，家长是两眼一抹黑，只能等待最终的成绩。
登月与登火星谁更难？
1969年，人类成功在月球上插上了旗子，拿回来了“土”特产。很多疑，认为技术难度太高。到底是在质疑人类当时的科技水平，还是吃瓜群众就喜欢阴谋论呢？
如果是科技水平，为什么没疑火星任务呢。同一时期人类也向火星迈出了脚步，1962年前苏联，1964年美国水手四号探测器等等大量火星任务，有兴趣的去查查资料。
到天问一号发射前为止，人类已经发射了45个火星任务。第一次是1960年，前苏联，最后一次是美国宇航局的“洞察号”，于2018年11月26日在极乐空间基地着陆。在这45次任务中，19次成功，26次失败，多次失败都是因为着陆器“姿势”不对，“摔”在了火星上，在火星上软着陆并不是一件容易的事。
地球和火星的距离最近时只有5500万公里，但是去往火星并非像扔飞镖从A到B墙上的10环，那么简单，你可以简单理解为扔了个“回旋镖”。由于不同轨道之间运动的复杂情况，在到达火星旅行距离会成倍增加。
火星和地球在太空中都不是静止的，而是以不同的速度围绕太阳运行，火星就像一个旋转移动的靶心。这意味着要到达火星，必须遵循椭圆轨道，执行从地球到火星轨道的转换。这个巨大的椭圆轨道，在技术上被称为霍曼转移轨道，我们刚发射的天问一号走的也是这条轨道。
移动的靶心要打提前量。在这种空间追逐中，宇宙飞船逐渐缩短了它与火星的距离，同时宇宙飞船和火星都继续绕太阳运行。这种轨迹有点像怕越位的足球队员望着足球传出的轨迹，然后追着球，看能否球落地，人达到，然后抬脚把球完好无损的接住，而不是射门。当然传球可以直线，抛线，球员可以用头、脚、胸等控制，而火星不是人，飞船需要轨道计算，接触姿态等一系列复杂的问题。
由于不能直线到达，因此火星的航行就需要按着轨道“绕道”而行，距离从大约5500万公里，提升到超过4.5亿公里，如果选择利用地球的“引力弹弓”效应，燃料可以节省，但距离还需要增加，距离意味着延迟。
无线电从地球向火星发送一个指令平均需要12.5分钟，而接收返回信号需要同样的时间，因此从地球上实时遥控探测器降落到火星表面是根本不可能的，整个过程必须自动化。因此，没有机载计算机的帮助，就不可能实现自动控制下降。机载计算机要能够根据实时情况处理复杂的操作，而预计的操作必须与实际情况完全匹配。很多人说登月的时候电脑还是晶体管，但却没有人意识到好歹飞船上还坐三个人呀，而且月球上没有“风”（大气）！
从这里看，登月实际上要比火星登月容易得多，就像某斯拉，你人睡在车上，让它从北京自动驾驶到上海，到底能不能到你并不知道。而如果是从北京到河北，还有人在驾驶位子上看着，随时准备介入，大概率是能到的。
恐怖7分钟
由于我们在地球上无法介入，从进入火星大气层到着陆之间的这段时间就被戏称为“恐怖7分钟”别看这短短七分钟，对于那些在地球上等待火星信号的人来说，数年的设计、数亿的投资以及整个事业的成功或失败都取决于这每一分每一秒，计算机的每一条指令，代码中的每一个字符。
第一个危险是进入大气层，这个过程必须要有合适的倾角，大约是12度。此时，前面的隔热板需要具备两个基本功能：
1.吸收飞船的大部分动能，由于大气摩擦可以使飞船在两分钟内从20000公里/小时减到1600公里/小时左右;
2.保护飞船上的精密仪器和电子元件不受摩擦产生的热量的影响，热量很容易超过1000摄氏度。
随后，在距离地面约9-10公里的地方，下一步减速的任务交给降落伞。火星的大气比地球的稀薄得多，降落伞的作用也是有限的。单单依靠它，所有的东西落在火星上只能是一堆“渣”。
大气层中虽然不能借摩擦力踩刹车，但我们可以反向加速。因此，探测器必须配备反向火箭，从距离地面2公里处开始工作。听着很简单，除了速度，你注意“脸先，还是P股先”着地了吗？去年印度登月的20多公斤的“遥控小汽车”就是因为“姿势不对”落地摔了个粉碎。因此，在此之前我们还需要一些列的操作：
- 打开降落伞;
- 前挡热板的释放;
- 打开后护罩和降落伞;
- 测高仪开始工作以测量离地面距离的变化
图：好奇号从进入大气层到软着陆火星表面这段“恐怖的七分钟”期间必须执行一系列复杂的自动操作
当反向火箭停止下降直到接近零的速度时，着陆器和探测车会以自由落体的完成最后几米。当然软着陆并不能硬碰硬，所以我们还需要气囊。在第一次与地面接触后的一系列弹回中，安全气囊吸收了大部分与地面碰撞时的动能。
图：探路者号使用的安全气囊。
与此同时，隔热板、降落伞、火箭需要保证脱离时可以和探测器保持距离，以确保掉落到地面的各种碎片不会干扰安全气囊的弹跳。谁也不想“遥控汽车”好不容易着地了，然后被降落伞盖住了，走走轮子还被缠住了，走都走不出去。当探测器着陆了，保护壳打开了，它才会向地球发出“我到家了”的指令，表明着陆成功了。
然而，从时间的尺度上看火星表面降落到底有多难？这件事所需的技术在40年前,计算机的处理能力比今天的要低得多时就成功过。然而成功的背后还有一半的失败，天问一号能否走过这“恐怖7分钟”，是我国探测火星的关键。
