再过三个月，神秘火星将迎来首位“中国访客”！“天问一号”成功进入环火轨道→
23小时前中国青年网YaaRXnv
在全国人民欢度春节的日子里
中国航天人又做了一件
世界瞩目的大事
我国首个火星探测器
天问一号成功制动捕获
进入环火轨道
再过三个月
红色的火星将迎来首位“中国访客”
天问一号制动捕获演示动画（来源：中国航天科技集团八院）
2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施火星捕获制动，发动机工作约15分钟后，探测器顺利进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日、倾角约10o的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现此次任务“绕、着、巡”目标的第一步，成功开启环绕火星模式。
天问一号制动捕获高清效果图（来源：中国航天科技集团八院）
后续天问一号还将经过多次轨道调整，进入火星停泊轨道，开展预选着陆区探测，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。
火星上是否存在生命？
火星上“哭泣的脸”
是否是外星文明留给人类的警示？
……
要想揭开面纱
首先要达到火星
那么
这次天问一号的火星之旅
有哪些看点
小观带你一起细数
看点一：
不是一次“说走就走”的旅行
去火星旅行，可不像我们外出旅游那么随意，可以说走就走。
那是因为，来场说走就走的火星之旅，难度实在有点大，目前人类的科技还做不到。要想去火星，动辄需要高达70公里/秒的逃逸速度，而目前人类的运载火箭所能提供的最大逃逸速度仅为15公里/秒左右。为了尽量节省能量，我们通常选择“霍曼转移”的方式来实现地火转移，霍曼转移所用的轨道是一近地点在较低高度、远地点在较高高度的椭圆轨道，而这需要等待地球与火星公转到特定的相对位置时发射火星探测器。
霍曼转移轨道
地球的公转周期约365.26天，火星的公转周期约687.99天，因此地火的交会周期为约778天，即约26个月。也就是说，地球与火星每隔26个月才会再次出现一次可通过霍曼转移实现轨道交会的机会，被称之为“发射窗口”，每次的窗口约持续20天。
一旦错过当年的窗口，那就只能等下一个两年后了。比如欧俄联合的ExoMars火星探测器就因为降落伞的问题一直不能解决，只能遗憾地错过2020年7月下旬的窗口，计划推迟到2022年9月。2020年计划中的火星探测任务除了我国以外，还有美国的毅力号火星车、阿联酋的希望号火星环绕器。
根据2020年的发射窗口，中国航天科技集团上海航天技术研究院研制团队完成了地火至火星的转移轨迹设计，为天问一号探测器量身定做一条通往火星的星际高速公路。正是这条高速公路的完美成型，让我国于2020年7月23日如期在海南文昌航天发射场用长征五号将天问一号送入太空。
看点二：
“猪排”地火转移轨迹设计
说到地-火转移轨迹设计，就不能不说到“Pork-Chop”了，即“猪排”。
当然，这肯定不是因为轨道设计师们的饮食口味，而是设计师们在进行行星际探测轨道设计时，会针对不同发射日期与到达日期，绘制所需要发射能量的等高线图，这张等高线图酷似两块猪排，“Pork-Chop”由此在业内叫开。
为了尽可能让火星探测器多带点仪器设备，对火星一次看个够，轨道设计师们需要找到一条最省能量的地火转移轨迹。为此，设计师们首先要将复杂的地火转移轨道设计简化为一个“地球+火星”的二体引力模型，通过求解二体模型中经典的兰伯特问题，得到窗口中每一对发射与到达日期所需要的能量，从而可以绘制出发射能量等高线“猪排”。
地火转移轨道
在“猪排”图上选定的日期作为初值，可以采用微分修正等数学方法，在一定精度的火星探测轨道动力学模型中经过迭代计算，便可以得到用于飞行任务使用的地-火转移轨道设计结果了。
看点三：
必须一次成功的“太空刹车”
2020年7月23日天问一号升空后，以近10万千米/小时（约30千米/秒）的速度沿着地-火高速公路向前飞行。然而，即便以如此高的速度，探测器也要经过约7个月的长途奔波才能到达火星，这时探测器需要完成关键的捕获制动控制。
回顾刚刚完成天问一号制动捕获，火星环绕器当时启动了其配备的发动机进行推力减速，将速度降低至能够被火星引力捕获，最终成为一颗环绕火星的卫星。如果速度太快，探测器当时就会飞越火星继续围绕太阳公转。
打个比方，地火转移轨道就像是一条以太阳为中心的椭圆形闭环高速，火星只是这条高速上的一个出口，一旦探测器不能及时刹车、从火星出口下高速，那就只能多绕一圈，到下次路过该出口了，而这需要数年的等待。
刹车制动
这样的遗憾，已经有不少案例。2010年12月日本的拂晓号金星探测器就由于发动机故障而未能及时完成金星捕获制动，直接飞越金星。直到2015年12月，它才再次回到金星附近，此时它已经接近寿命末期，还好此次捕获成功。
其实，面对这一关键的刹车段，天问一号的研制团队设计了相当靠谱的刹车方案，不仅可以准确判断是否降至目标速度，在发动机推力减速控制的过程中，还可以全自主地对发动机推力的大小和方向进行实时判断，并自主更新刹车参数及相应的控制算法，最终可靠、精准地完成了刹车。
看点四：
精准与可靠兼顾的高难度“跳水”
成功刹车制动后，在无形的火星引力之手牵引下，经过几个月的详细观察与调整后，天问一号将实施火星之旅的另一项关键动作——器器分离。
在约3个小时内，环绕器需要变轨到危险的撞击火星轨道，建立并保持着陆器进入火星大气所需要的姿态，而姿态的误差要小于0.01度。在预定分离时刻，环绕器与着陆器必须完成分离，经过安全距离飘飞过程后，环绕器需要迅速完成推力加速，以回到安全的环绕火星轨道。
环绕器犹如一名优秀的跳水运动员，需要完成一次空中高难度的翻腾和时间精准的入水。环绕器这一系列姿态机动“翻腾”和器器分离“入水”动作必须一气呵成。“入水”太早难以保证着陆器进入精度，“入水”太晚则会造成环绕器撞击火星的风险。
“精准”与“可靠”如何选择？航天设计师们的答案是“我都要”。设计师们仔细考量分离过程的潜在风险，设计了从姿态测量、速度计算、推力输出等各因素出现故障情况下的自主处置预案，使得环绕器在部分推力器或敏感器失效等情况下，既能保证环绕器与着陆器实现准确分离，又能保证分离后环绕器安全返回环火轨道。
这场精妙绝伦的高难度“跳水”，将在3个月后上演，一定不能错过。
为中国航天点赞
这是最棒的新年贺礼！
（来源：上观新闻）
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在全国人民欢度春节的日子里
中国航天人又做了一件
世界瞩目的大事
我国首个火星探测器
天问一号成功制动捕获
进入环火轨道
再过三个月
红色的火星将迎来首位“中国访客”
天问一号制动捕获演示动画（来源：中国航天科技集团八院）
2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施火星捕获制动，发动机工作约15分钟后，探测器顺利进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日、倾角约10o的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现此次任务“绕、着、巡”目标的第一步，成功开启环绕火星模式。
天问一号制动捕获高清效果图（来源：中国航天科技集团八院）
后续天问一号还将经过多次轨道调整，进入火星停泊轨道，开展预选着陆区探测，计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。
火星上是否存在生命？
火星上“哭泣的脸”
是否是外星文明留给人类的警示？
……
要想揭开面纱
首先要达到火星
那么
这次天问一号的火星之旅
有哪些看点
小观带你一起细数
看点一：
不是一次“说走就走”的旅行
去火星旅行，可不像我们外出旅游那么随意，可以说走就走。
那是因为，来场说走就走的火星之旅，难度实在有点大，目前人类的科技还做不到。要想去火星，动辄需要高达70公里/秒的逃逸速度，而目前人类的运载火箭所能提供的最大逃逸速度仅为15公里/秒左右。为了尽量节省能量，我们通常选择“霍曼转移”的方式来实现地火转移，霍曼转移所用的轨道是一近地点在较低高度、远地点在较高高度的椭圆轨道，而这需要等待地球与火星公转到特定的相对位置时发射火星探测器。
霍曼转移轨道
地球的公转周期约365.26天，火星的公转周期约687.99天，因此地火的交会周期为约778天，即约26个月。也就是说，地球与火星每隔26个月才会再次出现一次可通过霍曼转移实现轨道交会的机会，被称之为“发射窗口”，每次的窗口约持续20天。
一旦错过当年的窗口，那就只能等下一个两年后了。比如欧俄联合的ExoMars火星探测器就因为降落伞的问题一直不能解决，只能遗憾地错过2020年7月下旬的窗口，计划推迟到2022年9月。2020年计划中的火星探测任务除了我国以外，还有美国的毅力号火星车、阿联酋的希望号火星环绕器。
根据2020年的发射窗口，中国航天科技集团上海航天技术研究院研制团队完成了地火至火星的转移轨迹设计，为天问一号探测器量身定做一条通往火星的星际高速公路。正是这条高速公路的完美成型，让我国于2020年7月23日如期在海南文昌航天发射场用长征五号将天问一号送入太空。
看点二：
“猪排”地火转移轨迹设计
说到地-火转移轨迹设计，就不能不说到“Pork-Chop”了，即“猪排”。
当然，这肯定不是因为轨道设计师们的饮食口味，而是设计师们在进行行星际探测轨道设计时，会针对不同发射日期与到达日期，绘制所需要发射能量的等高线图，这张等高线图酷似两块猪排，“Pork-Chop”由此在业内叫开。
为了尽可能让火星探测器多带点仪器设备，对火星一次看个够，轨道设计师们需要找到一条最省能量的地火转移轨迹。为此，设计师们首先要将复杂的地火转移轨道设计简化为一个“地球+火星”的二体引力模型，通过求解二体模型中经典的兰伯特问题，得到窗口中每一对发射与到达日期所需要的能量，从而可以绘制出发射能量等高线“猪排”。
地火转移轨道
在“猪排”图上选定的日期作为初值，可以采用微分修正等数学方法，在一定精度的火星探测轨道动力学模型中经过迭代计算，便可以得到用于飞行任务使用的地-火转移轨道设计结果了。
看点三：
必须一次成功的“太空刹车”
2020年7月23日天问一号升空后，以近10万千米/小时（约30千米/秒）的速度沿着地-火高速公路向前飞行。然而，即便以如此高的速度，探测器也要经过约7个月的长途奔波才能到达火星，这时探测器需要完成关键的捕获制动控制。
回顾刚刚完成天问一号制动捕获，火星环绕器当时启动了其配备的发动机进行推力减速，将速度降低至能够被火星引力捕获，最终成为一颗环绕火星的卫星。如果速度太快，探测器当时就会飞越火星继续围绕太阳公转。
打个比方，地火转移轨道就像是一条以太阳为中心的椭圆形闭环高速，火星只是这条高速上的一个出口，一旦探测器不能及时刹车、从火星出口下高速，那就只能多绕一圈，到下次路过该出口了，而这需要数年的等待。
刹车制动
这样的遗憾，已经有不少案例。2010年12月日本的拂晓号金星探测器就由于发动机故障而未能及时完成金星捕获制动，直接飞越金星。直到2015年12月，它才再次回到金星附近，此时它已经接近寿命末期，还好此次捕获成功。
其实，面对这一关键的刹车段，天问一号的研制团队设计了相当靠谱的刹车方案，不仅可以准确判断是否降至目标速度，在发动机推力减速控制的过程中，还可以全自主地对发动机推力的大小和方向进行实时判断，并自主更新刹车参数及相应的控制算法，最终可靠、精准地完成了刹车。
看点四：
精准与可靠兼顾的高难度“跳水”
成功刹车制动后，在无形的火星引力之手牵引下，经过几个月的详细观察与调整后，天问一号将实施火星之旅的另一项关键动作——器器分离。
在约3个小时内，环绕器需要变轨到危险的撞击火星轨道，建立并保持着陆器进入火星大气所需要的姿态，而姿态的误差要小于0.01度。在预定分离时刻，环绕器与着陆器必须完成分离，经过安全距离飘飞过程后，环绕器需要迅速完成推力加速，以回到安全的环绕火星轨道。
环绕器犹如一名优秀的跳水运动员，需要完成一次空中高难度的翻腾和时间精准的入水。环绕器这一系列姿态机动“翻腾”和器器分离“入水”动作必须一气呵成。“入水”太早难以保证着陆器进入精度，“入水”太晚则会造成环绕器撞击火星的风险。
“精准”与“可靠”如何选择？航天设计师们的答案是“我都要”。设计师们仔细考量分离过程的潜在风险，设计了从姿态测量、速度计算、推力输出等各因素出现故障情况下的自主处置预案，使得环绕器在部分推力器或敏感器失效等情况下，既能保证环绕器与着陆器实现准确分离，又能保证分离后环绕器安全返回环火轨道。
这场精妙绝伦的高难度“跳水”，将在3个月后上演，一定不能错过。
为中国航天点赞
这是最棒的新年贺礼！
（来源：上观新闻）
“#天问一号#”什么时候降落#火星#？接下来做什么工作？
2021年2月10日19时52分，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，顺利进入大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，成功实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标。
“天问一号”飞行阶段示意图（图源：国家航天局）
自2020年7月23日成功发射以来，“天问一号”已累计飞行202天，飞行里程约4.75亿千米，距离地球约1.92亿千米。实现环绕火星后，“天问一号”计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。
“天问一号”飞行图像（图源：国家航天局）
【点·道】邀请国际宇航联合会空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光，解读“天问一号”“落火”前的准备工作、后续“落火”过程中的难点看点。
国际宇航联合会空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光
1.“天问一号”“绕火”的“近火制动”，和“嫦娥”的“近月制动”一样吗？
杨宇光：
相同点：“都只有一次成功的机会”。航天器接近类似月球和火星这样的天体，受引力影响，速度不断加快，如果不适时进行制动，航天器会摆脱天体引力束缚，无法完成“捕获”。
不同点：
——首先，火星比月球更大，引力更大，因此，近火制动需要的力量更大，消耗的推进剂更多。
——其次，近火制动对航天器自主性要求更高。地月平均距离38万公里，通信延迟约一秒，而当前地火距离近2亿公里，通信延迟约10分钟。因此，“天问一号”的制动指令是提前上注、自主执行的。这在中国航天史上是第一次。
“天问一号”效果图（（图源：航天科技集团八院）
2.从“捕获”到“落火”之间的几个月时间，“天问一号”做些什么？
杨宇光：首先要实施进一步的变轨。让“天问一号”从当前的低倾角大椭圆轨道，变为倾角接近于90度的“极地轨道”，让“天问一号”环绕火星飞行的每一圈都经过南北两极，实现对火星各区域的探测覆盖。
其次要实施着陆准备，包括对预设着陆点——乌托邦平原区域使用轨道器携带的相机进行探察，为着陆器和巡视器的组合体进入火星大气做准备。
在确定“落火”时机之后，“天问一号”需要先下降高度，在着陆器和巡视器的结合体脱离之后，轨道器将抬升高度，转入中继轨道，为巡视器与地球之间搭建信息中继传输通道。
“天问一号”效果图（（图源：航天科技集团八院）
3.为什么业内用“恐怖七分钟”来形容“落火”过程？
杨宇光：在火星表面着陆，比在地球表面或在月球表面着陆更为复杂。火星大气压力只有地球的0.6%~0.7%。航天器在进入火星的过程中，一方面无法依靠大气降低到安全速度，同时又必须考虑空气摩擦产生的热量冲击。
“天问一号”采取防热盾+降落伞+反推发动机三重方式实施“落火”。第一阶段依靠防热盾，在减速的同时防止与火星大气摩擦产生的热量破坏探测器，降低到一定的速度后展开降落伞，进一步降速后适时抛弃防热盾和降落伞，开启反推发动机，三种手段必须非常完美、无缝衔接。在火星探测“绕、着、巡”三项目标任务中，最难的是“着”的过程。
“天问一号”着陆巡视器进入火星大气效果图（图源：航天科技集团五院）
4.“天问一号”搭载的我国首辆火星车正在进行全球征名，目前共有十个名字初选入围，分别是：弘毅、麒麟、哪吒、赤兔、祝融、求索、风火轮、追梦、天行和星火。您更青睐哪一个或几个？
杨宇光：近年来，我国的空间探测活动用了很多中国神话中的名字，比如探月工程用了“嫦娥”、暗物质粒子探测卫星用了“悟空”……体现了鲜明的中国文化特色。
在火星车的候选名字当中，我比较喜欢“祝融”和“哪吒”——火星有个“火”字，祝融是中国神话传说中的火神；哪咤则在传说中有风火轮和火尖枪两个法宝，也都和火有关。
我国首辆火星车示意图（图源：航天科技集团五院）
（综合自央视新闻、环球资讯＋微信公号）
(来源:澎湃新闻)
2021年2月10日19时52分，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，顺利进入大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，成功实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标。
“天问一号”飞行阶段示意图（图源：国家航天局）
自2020年7月23日成功发射以来，“天问一号”已累计飞行202天，飞行里程约4.75亿千米，距离地球约1.92亿千米。实现环绕火星后，“天问一号”计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆，开展巡视探测。
“天问一号”飞行图像（图源：国家航天局）
【点·道】邀请国际宇航联合会空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光，解读“天问一号”“落火”前的准备工作、后续“落火”过程中的难点看点。
国际宇航联合会空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光
1.“天问一号”“绕火”的“近火制动”，和“嫦娥”的“近月制动”一样吗？
杨宇光：
相同点：“都只有一次成功的机会”。航天器接近类似月球和火星这样的天体，受引力影响，速度不断加快，如果不适时进行制动，航天器会摆脱天体引力束缚，无法完成“捕获”。
不同点：
——首先，火星比月球更大，引力更大，因此，近火制动需要的力量更大，消耗的推进剂更多。
——其次，近火制动对航天器自主性要求更高。地月平均距离38万公里，通信延迟约一秒，而当前地火距离近2亿公里，通信延迟约10分钟。因此，“天问一号”的制动指令是提前上注、自主执行的。这在中国航天史上是第一次。
“天问一号”效果图（（图源：航天科技集团八院）
2.从“捕获”到“落火”之间的几个月时间，“天问一号”做些什么？
杨宇光：首先要实施进一步的变轨。让“天问一号”从当前的低倾角大椭圆轨道，变为倾角接近于90度的“极地轨道”，让“天问一号”环绕火星飞行的每一圈都经过南北两极，实现对火星各区域的探测覆盖。
其次要实施着陆准备，包括对预设着陆点——乌托邦平原区域使用轨道器携带的相机进行探察，为着陆器和巡视器的组合体进入火星大气做准备。
在确定“落火”时机之后，“天问一号”需要先下降高度，在着陆器和巡视器的结合体脱离之后，轨道器将抬升高度，转入中继轨道，为巡视器与地球之间搭建信息中继传输通道。
“天问一号”效果图（（图源：航天科技集团八院）
3.为什么业内用“恐怖七分钟”来形容“落火”过程？
杨宇光：在火星表面着陆，比在地球表面或在月球表面着陆更为复杂。火星大气压力只有地球的0.6%~0.7%。航天器在进入火星的过程中，一方面无法依靠大气降低到安全速度，同时又必须考虑空气摩擦产生的热量冲击。
“天问一号”采取防热盾+降落伞+反推发动机三重方式实施“落火”。第一阶段依靠防热盾，在减速的同时防止与火星大气摩擦产生的热量破坏探测器，降低到一定的速度后展开降落伞，进一步降速后适时抛弃防热盾和降落伞，开启反推发动机，三种手段必须非常完美、无缝衔接。在火星探测“绕、着、巡”三项目标任务中，最难的是“着”的过程。
“天问一号”着陆巡视器进入火星大气效果图（图源：航天科技集团五院）
4.“天问一号”搭载的我国首辆火星车正在进行全球征名，目前共有十个名字初选入围，分别是：弘毅、麒麟、哪吒、赤兔、祝融、求索、风火轮、追梦、天行和星火。您更青睐哪一个或几个？
杨宇光：近年来，我国的空间探测活动用了很多中国神话中的名字，比如探月工程用了“嫦娥”、暗物质粒子探测卫星用了“悟空”……体现了鲜明的中国文化特色。
在火星车的候选名字当中，我比较喜欢“祝融”和“哪吒”——火星有个“火”字，祝融是中国神话传说中的火神；哪咤则在传说中有风火轮和火尖枪两个法宝，也都和火有关。
我国首辆火星车示意图（图源：航天科技集团五院）
（综合自央视新闻、环球资讯＋微信公号）
(来源:澎湃新闻)
我院将于2021.2.10（腊月廿九）~2021.2.18（正月初七）休假，2021.2.19（正月初八）正式上班，给您带来不便，敬请谅解！紧急情况联系不放假的医院检查处理。
节假日期间，人和动物都要天气和饮食，胆小动物要注意炮竹影响；对于要寄养的动物，建议提前考察寄养场所，交待沟通好动物平时饮食、排泄、遛玩等情况；要运输也要提前准备好，并要注意运输、异地气候环境等对动物的影响。 特殊时期，抗疫人人有责，如有外出建议提前查询目的地的防疫要求，少走动，不聚焦！
牛年将至，提前祝大家新年快乐，身体健康！
西安派特动物医院
2020.2.9 https://t.cn/A642lBF2
节假日期间，人和动物都要天气和饮食，胆小动物要注意炮竹影响；对于要寄养的动物，建议提前考察寄养场所，交待沟通好动物平时饮食、排泄、遛玩等情况；要运输也要提前准备好，并要注意运输、异地气候环境等对动物的影响。 特殊时期，抗疫人人有责，如有外出建议提前查询目的地的防疫要求，少走动，不聚焦！
牛年将至，提前祝大家新年快乐，身体健康！
西安派特动物医院
2020.2.9 https://t.cn/A642lBF2
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