6个月飞4.6亿公里，NASA飞船后天登陆火星，还有恐怖7分钟要过！

半年前阿联酋、中国和美国发射的三艘探测器，经过4.6亿公里的长途跋涉后，都已经或即将到达火星，火星将迎来最热闹的时期，今年绝对会成为人类历史上当之无愧的火星年。

然而，巨大的成功往往建立在巨大的风险之上，在登陆火星的过程中，美国和中国的探测器都将面临“恐怖7分钟”，九死一生的惊心动魄降落过程，它们能够幸存下来吗？让我们来看看毅力号究竟有哪些潜在的失败点。

三艘飞船相继进入火星轨道

阿联酋的希望号探测器已最先抵达并切入火星轨道，这使其成为继美国、苏联、欧盟、印度之后第五个发射飞船进入火星轨道的国家或地区。不过阿联酋没有着陆任务，探测器将在火星轨道运行，研究火星天气及低层大气事件。

希望号拍摄的火星照片

中国的天问一号晚阿联酋一天到达并切入火星轨道，中国成为第六个发射探测器进入火星轨道的国家，不过天问一号最先发回了火星的照片和录像——还是自拍合影，并将在环绕火星飞行数个月后，释放探测器登陆火星。这是因为中国还是第一次抵达火星，需要花更长时间探测火星环境，做好登陆前的准备。

天问一号自拍的与火星合影

美国的毅力号最后发射，所以也是这一波最后抵达火星轨道的。由于前期美国已有多艘探测器抵达并登陆火星，经验丰富，准备充足，所以毅力号将在2月18日抵达火星后，马上开始历时7分钟从火星轨道到火星地表的恐怖着陆程序。

可怕的恐怖7分钟

到目前为止，全球所有各国发射到火星的探测器，成功着陆火星表面的只有40%，这意味着毅力号在火星大气层的7分钟之旅，注定充满恐怖、危险和巨大的不确定性。美国宇宙局（NASA）为此进行了梳理，列出了下降和着陆阶段潜在的失败点，称需要在7分钟的时间里，完全正确处理好数百件事情，才能保证毅力号成功抵达火星地表。这是从半年前就开始的整个任务中最可怕的7分钟，成则还有数年甚至十多年的后续任务，败则27亿美元和所有的努力都将付之火星大气层里的一炬或火星地表的一撞。

一言以蔽之，NASA要做的唯一一件事，就是在7分钟内，将毅力号的速度从太空里的每小时20000公里，近20倍音速，战斗机速度的十多倍，降低到和人类走路差不多的速度，然后轻松愉快地踏上火星地表。而这过程中，NASA还使用了两项从未用过的新技术，这让毅力号的降落和前辈机遇号、好奇号等比起来，增添了更多的不确定性。

由于目前火星距地球近2亿公里，无线电信号需要近11分钟才能到达火星，也就是我们所说的“延迟”太大，没有任何可能进行人工实时干预，毅力号将不得不靠预先设置的程序自主降落，这意味着数百件事情中出现任何一个错误，都可能导致它在火星大气层里燃烧成无人欣赏的焰火，或撞击火星地表成为一堆外星残骸。

解析恐怖7分钟

降落主要分大气阻力减速、超音速伞降和天空起重机降落三个阶段。

大气阻力减速

在进入火星大气层阶段，位于下降段的毅力号将首先与飞船主体分开，然后调整方向，让隔热罩面向前方，以正确的角度进入火星大气层，这将使用后壳上的小型推进器来完成。进入大气层后下降段将经历1300摄氏度的高温，这个阶段的任何错误都将是致命的，没有任何补救的机会，比如进入大气层角度稍有偏差，毅力号就会像打水漂一样被弹回太空成为太空垃圾，或者在火星大气层里燃烧成灰烬。

类似灾难此前已经发生过一次，那就是1999年NASA的火星气候轨道器，在进入火星轨道过程中本来不该进入火星大气层的，结果输入推力参数时使用了英制单位磅而不是公制单位牛顿，导致其轨道过低冲进了火星大气层，让可能并不存在的火星生命免费欣赏了一把远道而来的昂贵地球焰火表演。

超音速伞降

在下降段进入火星大气层约240秒后，离火星地表约11公里的高度时，超音速降落伞将被打开，将毅力号的速度从1512公里/小时，降低到320公里/小时，降落伞打开后的20秒，下降段还将丢弃隔热罩，让毅力号暴露出来。这时用到的是NASA的最新技术——范围触发，这项技术通过控制降落伞打开的精确时机，让毅力号降落到具有最大科学价值的区域。

这一阶段也是最容易出错的阶段，欧洲空间局2016年的斯基亚帕雷利EDM登陆器，就是在这个阶段提前丢弃了降落伞和隔热罩，导致其在3.7公里的高度就以为已快到火星地表，没想到一脚踏空，开始自由落体，结果以300公里/小时的速度撞毁在火星表面。

与此同时，另一项新技术也将在这个阶段发挥作用，那就是地形相对导航，通过快速地拍摄地面照片，与机载地图进行比较，以避开危险区域实现安全着陆。

天空起重机降落

在到达离地面2100米的高度后，由于大气稀薄，降落伞最终只能让毅力号减速到320公里/小时，这时候降落伞将被抛弃，天空起重机的8个小型火箭点火，向地面反推进一步降低速度到2.7公里/小时——大约是人类行走速度的一半。

在着陆前的12秒，天空起重机在火星地表上空20米处，用三根6.4米长的缆绳将毅力号释放出来，毅力号迅速舒展腿脚做好降落准备，一旦发现自己的轮子已经落地，毅力号就会迅速切断缆绳，而天空起重机也会侧滑飞开，并在安全距离外坠落。

这一阶段出错也有先例，那就是NASA的火星极地着陆者号，同样是在1999年——这一年可能是NASA历史上最黑暗的一年之一，可能是因为软件错误，导致着陆器腿部展开时的振动被识别为已着陆的信号，从而在40米高度关闭了下降火箭引擎，探测器以22米/秒的速度硬着陆，坠毁在火星表面——比欧洲的斯基亚帕雷利EDM登陆器死得稍好看一点。

火星着陆是一项极其复杂的系统工程，探测器、隔热罩、降落伞、天空起重机，任何一个子系统出现微小的错误，都可能导致整个任务的完全失败，而所有这些可能的错误，甚至在发射之前封装好探测器那一刻就已经决定了。让我们为NASA的毅力号和中国的天问一号祈祷祝福，把40%的几率变成100%的成功，为人类走向太空迈出坚定的脚步。

招募：兼职视频创作者，有成熟作品，意者联系。