停泊軌道3個月探測預選著陸區 “天問一號”為何要進行預選著陸區探測？

在“天問一號”兩器分離前，火星環繞器首先在停泊軌道上運行3個月，探測預選著陸區，為降落火星做準備。

為何要進行預選著陸區探測？

與已經成功進行了多次火星探測任務的美國相比，中國在“天問一號”探測任務之前，尚不掌握第一手的火星環境資料，對火星的地形地貌、天氣環境等各方面情況尚不熟悉。因此“天問一號”在本次任務中，根據全球已公開的數據，在任務規劃中首先預選出一個首選著陸區以及一個備選著陸區，并通過環繞器環繞火星的方式，對預選著陸地點進行探測。

在被火星引力捕獲后，環繞器在停泊軌道開展對預選著陸區為期3個月的觀測。通過獲取的第一手探測數據，環繞器對預選著陸區的環境條件進行進一步確認，同時獲取著陸區的地形、沙塵暴天氣等信息，為探測器實施軟著陸提供進一步保障，確保探測器在著陸過程中的安全。

如何開展預選著陸區探測？

為了保證探測效果，由中國航天科技集團八院火星環繞器研制團隊設計的環火停泊軌道為“回歸軌道”，即每圈軌道的近火點均位于首選著陸區的正上方，這種軌道設計使探測器每次運行到近火點時，均可以對著陸區進行詳查。

中國航天科技集團八院509所環繞器總體副主任設計師杜洋介紹，環繞器對預選著陸區的探測包括地貌、天氣兩個主要方面。通過高分辨率相機、中分辨率相機、光譜儀等載荷的探測數據，火星環繞器生成火表遙感圖像，隨后以遙感圖像為基礎，對火星表面的地形地貌(如坡度、凹坑、石塊等)進行辨識分析，并繪制得到火星表面高程圖。地面科研人員利用這些坡度、高程、石塊豐度等火星表面關鍵特性參數，可以開展三維高精度建模，并進行著陸仿真驗證，確保預選著陸點的地貌條件充分適合探測器的軟著陸及后續火星車的巡視探測任務。

環繞器在停泊軌道執行預選著陸區探測任務中，也會對火星的天氣情況進行監測。由于火星表面天氣惡劣，每年都會形成幾場大的沙塵暴。沙塵暴可能會改變著陸巡視器下降過程的動力學參數，影響著陸過程的安全性，同時，沙塵粒子可能會附著在探測器的表面，甚至鉆入探測器內部，造成各類儀器設備故障。

同時，由于“天問一號”攜帶的火星車采用太陽能帆板的形式供電，大量沙塵會覆蓋在太陽能電池片的表面，降低發電效率甚至導致發電能力喪失。因此，通過停泊軌道3個月的預選著陸區探測，火星環繞器研制團隊可以對火星的天氣情況，尤其是沙塵暴的動向進行監測，從而避開惡劣的火星天氣，選擇一個“風和日麗”的日子實施任務。(郭超凱 鄭瑩瑩 鄭永艾)