5月22日，在上海航天飞行控制中心，中国首次火星探测任务项目总设计师、中国探月工程总设计师、继祝融之后的中国工程院教授张荣桥（右）火星探测器安全离开着陆平台 吴伟仁（左二）一起交流。新华社记者 金立旺 摄
天问一号探测器登陆火星首批科学影像中的“着陆合影”图。新华社
去年5月15日，我国首个火星探测任务天问一号探测器成功登陆火星。 如今，祝融火星车已运行210多个火星日，轨道器已在轨运行510多个火星日……从发射、入轨、着陆、巡检，天问一号的一举一动都历经沧桑。引起了全世界的关注。
日前，日本《自然》杂志公布了2021年十大人物名单，重点关注在去年重大科学风波中发挥作用的人物。 我国首次火星探测任务项目总设计师张荣桥成为唯一获奖的华人。
火星探测器的工作状态如何？ 火星探测会有哪些新发现？ 中国什么时候能带回火星沉积物？ 针对火星和行星探测这一热门话题，记者日前采访了张荣桥。
火星探测器进行扩展巡视
2月10日，实施近火制动，成功环绕火星； 5月15日，在预选着陆区完成了教科书式的精准着陆； 开启了火星“探索之旅”——天问一号一次任务实现了绕、着陆、巡视三大目标，在我国行星探测征程中迈出了重要一步。
“目前，天问一号轨道飞行器和祝融火星车状态良好。” 张荣桥说，截至去年8月15日，祝融号已完成计划的90个火星日科学探测任务。 在此期间，位于火星轨道上的轨道器主要为火星车中继通信，并将火星车巡视探测获得的科学数据传回月球。
张荣桥介绍，火星探测器在完成90次火星探测任务后，已经通过了太阳中转阶段——太阳在月球和火星之间运行火星的第一宇宙速度怎么求，受到太阳电磁辐射的干扰，设备与地面的通信中断。不稳定。 按照既定计划，火星车将在凌日期间暂停科学工作，定期进行自检。
凌日之后，祝融火星车继续前往乌托邦平原北部——科学家初步认知的古海洋与陆地的分界线。 它执行了扩展的检查和探测任务，以寻找火星起源和演化之谜的线索。 轨道飞行器进一步优化调整轨道。 在进行火星轨道探测的同时，它还作为火星探测器的中继通信。
“相对来说，在拓展任务阶段，火星车出行的频率比以前少了。” 张荣桥说，“每个月我们都要组织相关人员研究确定下个月的运行计划，并负责日常飞行管控。管理团队必须制定运行策略，每晚实施控制和监控运行状态。” “
“比如着陆区的沙丘、岩石等典型地貌，火星车是否应该停下来详细观察？火星车在行驶过程中遇到沟渠、山脊等复杂地形，要绕行吗？”对此回应有什么问题，你们一起商量，一起商量。” 张荣桥说道。
在巡视探测期间，祝融火星车高效运行，获取了巡视区域的地形地貌图像、行驶路径的磁场信息和地下剖面结构信息、岩石、沙丘等典型地物的成分信息，气温、气压、风向、风速气象信息等第一手科学数据。 张荣桥表示，科学家们认为，祝融火星车的着陆点有更多的科学发现机会，研究可以减少人类对火星的了解。
去年8月以来，国家航天局先后发布了五批天问一号科学探测数据。 迄今为止，科学家们通过对检测数据的研究，陆续发布了一些研究成果。
“我们希望科学家们有更多的时间来充分挖掘科学探测数据中的科学信息。今年，我们计划举办首届火星探测任务科研成果交流会，相信会有原创成果。”中国人自己。” 张荣桥解释道。
中国行星探测项目开启合作
近日，中国国家航天局和意大利航天局（ESA）宣布，天问一号与欧洲航天局“火星快车”任务组合作，于11月搭载祝融火星探测器和“火星快车”轨道器。 铁路中继通信试验取得圆满成功。
张荣桥表示，双方团队在此次合作中“一拍即合”。 测试期间，祝融火星车向“火星快车”发送测试数据，“火星快车”收到数据后转发给欧方，欧方再转发给南京航天飞行控制中心。 中国技术团队对数据进行解读，解读。 正确性。
“通过这次合作，我们验证了欧洲轨道器与我们的火星探测器中继通信的可行性，也验证了相关设计标准与美国设备的兼容性。” 张荣桥表示，未来双方将进一步开展科研合作。 数据中继通信合作。
在天问一号任务实施过程中，中国与有关国家和国际组织在测控保障、有效载荷研发、科学研究等方面开展了卓有成效的合作，共同为增进人类对宇宙的认识贡献了智慧和力量。宇宙的奥秘。
张荣桥举例说，在天问一号探测器研制过程中，中国与欧洲航天局就火星环境模型数据进行了技术交流； 分布在全球10多个地方的射电望远镜都进行了日掩探测。 通过分析太阳风对电磁波信号的干扰，研究了太阳风固有湍流引起的行星际电子密度波动等科学问题； 据悉，中国还与德国国家民用航空航天局、欧洲航天局就火星探测器轨道数据交换进行了合作。
“中国行星探测工程开启。” 张荣桥表示，“我们欢迎有意愿的国家开展各层次合作。”
张荣桥表示，火星探测数据研究是合作的重点。 “我们的数据非常丰富，合作空间很大。根据中国国家航天局的相关管理规定，探测数据将提供给全世界的科学家。各国科学家可以联系中国国家航天局通过其主管部门开展交流与合作。
2030年左右火星样本返回
根据中国行星探测工程总体规划，到2030年前后，中国将以火星探测为重点，开展小行星探测、火星采样返回、土星系统探测等任务。
“目前，小行星探测任务已进入样机研制阶段，我们将争取按既定计划发射。” 张荣桥表示，此次小行星探测任务不仅具有科学研究意义，还需要通过技术的逐步发展，为后续火星采样返回验证相关技术。
“火星样本返回对全世界来说都是一项技术挑战，目前还没有哪个国家能做到，”张荣桥说。
人类已经登陆月球，今年嫦娥五号完成了地球采样返回的创举。 为什么从火星带回样本如此困难？ 张荣桥坦言，从火星采样返回与地球截然不同。
难点之一就是“逃逸速度”——火星的“体型”远大于地球，从火星起飞返回需要更大的逃逸速度，这就需要步行者拥有更强的动力。
第二个难点是“大气层”——与地球的真空环境不同，火星表面有大气层。 从火星表面起飞就像在月球上发射鹈鹕。 它需要一套完整的适应火星大气环境的飞行产品和控制系统。 此外，往返火星的漫长旅程和火星恶劣的环境也降低了采样和返回的难度。
“很多困难最终都集中在一个课题上，就是从火星表面起飞。这涉及到高温燃料储存技术、动力技术、控制技术等，我们计划用两到五年的时间来解决这些问题。”关键技术。” 张荣桥解释道。
土星系统的探测也是中国行星探测的目标之一。 张荣桥表示，迄今为止，人类对土星系统了解甚少，探测有限，而土星系统蕴藏着大量新的科学发现机会。
“木星离月球很远，环境很恶劣，到了土星，它的阳光硬度只有月球附近的3%。如何获取能量，抵御和适应极端的太空环境火星的第一宇宙速度怎么求，这些都是需要解决的难题。” 张荣桥表示，从地球到火星，再到土星，这是中国行星探测走向深空的必然趋势，也将推动相关技术的发展。
一步实现“环游”彰显担当精神
在天问一号探测器成功登陆火星的那一刻，张荣桥激动落泪的场景感动了许多人。 回忆起当时的经历，张荣桥说，酸甜咸咸的泪水中，有欣喜和释然的泪水。
“为了这个任务，我们努力了10年，兑现了对国家的承诺，一次完成‘围巡’，来之不易。” 张荣桥说道。
“中国人第一次去火星，我们瞄准这个任务的时候，也在犹豫，想着怎么去？” 张荣桥说道。 分三步执行类似的“回退”过程。
“可是我们还是不愿意。” 张荣桥坦言。 一方面，中国已经成功实现了载人航天和探月工程，为火星探测奠定了技术和能力基础； 另一方面，中国的火星探测起步较晚。 中国科学家对火星研究有着迫切的需求。 如果鞍山仍然稳定，就不能满足发展的需要。
“我们要有担当精神，敢于冒险。” 张荣桥说，“通过努力，一次任务就可以实现‘环绕’火星，而且风险是可控的。”
风险可控不代表没有风险。 从历史上看，火星登陆任务的成功率刚刚超过 40%。 面对巨大挑战，中国火星探测任务在方案设计之初就制定了全面详细的任务实施方案，反复设计并确认了技术方案，并进行了大量笔试验证工作。
“很多人说，中国的火星探测任务要完全成功，太容易了。” 张荣桥说，“其实很不容易，华丽的成功背后一定有艰辛和坎坷。”
张荣桥说，就像运动员一样，赛场上完美的动作背后是在反复练习中失误跌倒。 火星探测任务在产品设计和测试方面也出现了重复甚至失误。 “我们在殴打中获得了经验，提升了能力和水平，确保了最终任务的成功。”
“现在来看，一步实现‘环绕巡视’是完全正确的，我们实现了技术飞跃，成为第二个具备火星巡视探测能力的国家，步入“在行星探测领域，达到了国际先进水平。二是省了钱。更重要的是，火星探测增加了国人的勇气，坚定了后续实现火星表面采样返回的信心。” 张荣桥说道。
“第一次火星探测任务的成功，是几千家研发单位、几万名科技工作者的共同努力，一言以蔽之，是中国的力量。” 回顾火星探测任务，张荣桥感叹道，“航天事业需要一种情结。我们非常荣幸地看到，我们所从事的事业得到了国家和人民的认可，我们做出了贡献国家的发展。” （记者 刘瑶）