发射探测器登陆火星的任务非常困难吗?(发射探测器到火星需要多长时间)

宇宙中蕴含着无穷无尽的资源和财富，如果能够将宇宙中的资源为人类所用，那么人类文明将迎来新的纪元，因此探索宇宙是人类科学最高的追求之一。而在所有人类能够到达你的星球中，对火星进行探测的难度比月球高，但又在人类可以达到的范围之内，故对火星进行登陆探测，可以看作是目前人类技术水平下可以达到的最高成就之一。

此前这么多年来，有能力将火星探测器送上火星的国家只有美国，而且目前所有发射的44个火星探测器，只有8个成功着陆火星。现在，中国有希望为火星送上第九个成功登陆的探测器，据环球时报7月23日消息报道，中国首次执行火星表面探测任务的天问1号探测器，在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场成功发射。长征5号火箭携带着火星探测车，成功地升上了天空，预计在200天以后，也就是七个多月之后将会抵达火星表面。

值得注意的是，这一次发射成功，代表中国很有可能在今年的火星探测计划中领先美国。由于轨道运转原因，人类可以发射探测器探测火星是有时间期限的，如果今年8月中旬美国还不能发射火星探测器，那么他们将在未来的两年内失去发射机会，从而在探测火星的新计划上落后中国两年。现在中国长征5号火箭的发射成功，无疑意味着中国迈出了探测火星的第一步，同时也可能为中国带来领先美国的优势。然而，火箭发射的成功只是个开始，接下来的困难仍然很多。事实上与发射火箭相比，在火星表面成功软着陆才是更大的问题。此次火星探测飞行，共需要分六步走：

①发射升空，②进入地火转移段，③火星捕获段，④火星停泊段，⑤离轨着陆段，⑥科学探测。

有人对登陆火星的难度打造一个形象的比方，那就是将一颗高尔夫球从数千公里外打入另一个球场的球洞中，虽然这样的比方有些夸张，但确实在很大程度上说出了事实。即使是在合适的窗口气发射，火星和地球的直线最短距离也有足足5500万公里，而探测器的总飞行里程将达到1.93亿公里，相比之下地球到月球才40万公里。火箭奔向火星的过程其实不难，但切入火星大气层就很有困难了，如果切入角度过大，可能无法被火星引力捕获，从而导致和火星擦肩而过，而那就意味着前功尽弃。如果切入角度过小切入点过近，都有可能引发坠毁。因此，以何种角度何种距离切入，都需要进行大量的复杂计算。

而在进入火星大气层之后，如何完成软着陆又是一个巨大的挑战。探测器刚刚进入火星大气层时，速度超过10马赫，那简直是洲际导弹的速度。这个过程中，需要依赖火星大气层来逐渐减缓速度。到了末端，速度仍然超过音速，需要在这个条件下令探测器本身打开降落伞进一步降低速度，最后再点燃反冲火箭提供一个推力，从而让火箭平稳地降落在火星表面。上述工作一看就难，哪一个环节都有可能出现问题。科学家甚至对这段刺激的时间起了个外号，叫做“恐怖七分钟”，可见其难度之大。

就在几个月前，印度发射的月球探测器，就因为在最后的着陆环节出现问题，以至于月球探测器被直接砸在月面成了废品。当然，只要技术过硬，所有操作都能按照无数次的演练依据设定进行，火星探测器还是可以平稳降落，对于中国航天我们还是可以保持信心，期待半年后好消息的到来。

火星探测器成功登陆火星表面的概率非常低。人类从1960年开始到现在共发射44个火星探测器（不包括今年发射的），成功登陆火星表面、实现软着陆的只有美国的8个探测器。

为什么发射探测器登陆火星的任务会如此困难？除去对火星环境认识不足外，最主要的原因是是关键技术没有掌握。

由于火星探测器距离地球太过遥远（最远距离4亿公里），地面信号到达探测器最长需要20分钟，往返一次超过40分钟。信号传输过程中衰减很大，接受到的信号微弱。

因此只有掌握克服信号衰减和空间干扰的测控通信技术，探测器才能保证不会失去联系。

火星捕获指的是探测器刚好飞行到汇合点，而火星也刚好运行到该汇合点，然后探测器成功环绕火星运行。由于探测器运行的是地火转移轨道，捕获机会只有一次，错过火星后探测器就会失败。

探测器飞到火星后，相对于火星的速度约为5公里每秒。就像两辆高速行驶的汽车，只有方向一致、相对速度为0时，才能一块前进。因此当探测器接近火星后，必须把握住唯一的机会，利用自身携带的推进剂点火减速，最终实现对火星的捕获。

因为探测器距离地球太远，通信一次时间长，依靠地面控制往往来不及，需要探测器依靠自身进行时时处理，这就是自主导航技术。

太空中没有北斗导航和GPS，探测器就需要依靠自身携带的星敏、地敏和太阳敏感器等光学仪器进行自主定位，设备的先进性和导航计算技术直接决定了轨道的精度。

正是由于上述关键技术难题始终难以突破，因此发射探测器登录火星的任务才非常困难。

不过随着航天技术的发展，人类对相关技术掌握越来越熟练，深空探测的成功率也会越来越高。