7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射。新华社发
长征五号火箭矗立在发射塔架前，蓄势待发。
工作人员为长征五号遥四火箭吊装整流罩。
王珏
李东
昨日12时41分，长征五号遥四运载火箭搭载火星探测器顺利发射升空，2167秒后，根据北京航天飞行控制中心的实时数据和监视判断，火星探测器已进入预定轨道，火箭发射成功。这标志着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器的奔火之路正式开启，北京中心将接过接力棒，全力以赴护送“天问一号”抵达火星。据悉，探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近。
文、图/广州日报全媒体记者肖欢欢、冯秋瑜 通讯员宋星光、韦琳可、姜哲
现场
激动人心的2167秒
见证“天问一号”奔向火星
昨天12时，北京航天飞行控制中心指挥大厅里，这个牵引神舟、护送嫦娥的中国航天飞行控制“神经中枢”，见证中国航天的又一个伟大时刻——首次行星探测任务“天问一号”出征太空。这一次，中国航天的目标是火星。
“10、9、8、7……点火！”12时41分，所有人的目光都聚焦到大屏上，长征五号遥四运载火箭点火升空，点燃了所有人的兴奋与雀跃。
“发现目标！”“遥测正常、跟踪正常！”来自测控站的报告声接连传来，飞控大厅里的科技人员有的紧盯电脑屏幕，有的根据实时数据紧张测算，各个岗位各司其职。
在大厅的巨幅屏幕上，显示着实时的任务数据、主要测控站点信息、实景图像等，根据实时数据模拟的三维动画也在不断地动态更新，为现场决策提供参考。
“助推器分离！”
“抛整流罩！”
“火箭一二级分离！”
“器箭分离！”
按照预定时间，各项动作圆满顺利，调度口令一个个传来，大厅里一次又一次响起掌声。
这时，领航“天问一号”的接力棒交到了北京中心手中。在飞控大厅旁的第二指挥厅里，北京中心总师、轨道专家谢剑锋正带领团队飞快地计算着探测器的入轨参数。这是接力棒的“第一棒”，也是至关重要的一棒。探测器是否入轨成功，这一棒跑得是否顺利，都取决于他们的计算结果。大屏上的测站区域不断闪烁，模拟三维动画和实景相机拍摄画面相互切换，所有科技人员都在等待轨道计算结果。
13时17分，探测器准确进入预定轨道。约5分钟后，总调度刘建刚的声音再次传来：“太阳帆板展开，工况正常！”大厅里掌声再次响起。
据悉，“天问一号”火星探测器发射入轨后，将要经历漫长的地火转移阶段才能到达火星的引力影响球。在这一过程中，北京航天飞行控制中心要对探测器进行不间断测控，牵引其按照预定轨道运行，在多个关键时间节点进行轨道控制，保证“天问一号”火星探测器能够在正确的时间顺利被火星捕获。
今年是火星探测的窗口期，此前曾有多个国家和组织宣布发射火星探测器，但截至目前仅剩美国、阿联酋和我国确认继续实施火星探测任务，再次印证了探火的复杂性和高难度。我国的“天问一号”任务首次发射即要实现“绕、着、巡”，更对飞行控制提出了更高要求。
看点
五个亮点梳理火星探测的“观赏指南”
据新华社电 世界首次一步实现火星探测“绕、着、巡”，最远距离达4亿公里如何实现超远距离深空通信？火星探测器发射后将经历怎样的历程到达火星？记者为您梳理了一份此次火星探测的“观赏指南”。
世界首次：一步实现“绕、着、巡”
火星上是否存在孕育生命的条件以及火星是地球的过去还是未来？这些问题一直萦绕在科学家心头，成为火星研究的重大科学问题。
我国首次火星探测任务凭借火星环绕器和着陆巡视器的超强阵容，可一步实现火星“环绕、着陆、巡视”三个目标，这是其他国家在首次实施火星探测任务时从未实现过的。
相比月球探测，火星探测任务的难度更大。由于火星相对地球距离较为遥远，对发射、轨道、控制、通信和电源等技术领域都提出很高要求。
中国航天科技集团八院“天问一号”探测器系统副总师兼环绕器总设计师王献忠介绍，研制团队不仅攻克了火星制动捕获、长期自主管理等关键技术难点，更实现了地火间的超远距离测控通信，并将通过环绕探测实现火星全球性、综合性探测，完成火星表面重点地区高精度、高分辨率精细详查。
临门一脚：制动捕获“踩刹车”
火星捕获是火星探测任务中技术风险最高、最为重要的环节之一，在火星探测器从地球飞向火星的过程中，能够被火星引力所捕获的机会只有一次。
在这一制动捕获过程中，火星环绕器面临诸多挑战。由于捕获时探测器距离地球1.93亿公里，单向通信时延达到10.7分钟，只能依靠探测器自主执行捕获策略。此外，在制动过程中，环绕器需要在自身出现突发状况时自主完成相应处理，最大限度保证火星捕获成功。
首次火星探测任务新闻发言人、国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰介绍，捕获过程中，火星环绕器需要准确地进行点火制动，如果制动点火时间过长，探测器速度下降过多，探测器就会一头撞上火星，如果制动点火时间过短，探测器速度过快，就会飞离火星从而无法进入环绕轨道，这对环绕器的自主导航与控制提出了极高要求。
4亿公里：超远距离深空通信
环火飞行阶段，探测器距离地球最远达4亿公里。为了解决超远距离通信问题，火星环绕器装备了测控数传一体化系统，实现了系统重量轻、通信效率高、通信链路可靠的目标。为补偿空间衰减，火星环绕器配置了大功率行波管放大器以及大口径可驱动的定向天线，大幅度提高探测器到地球通信能力。
自主管理：需会思考的“大脑”
通常情况下，环绕器与地面站通信有其空间的特殊性，导致通信中断（“日凌”）的时间最长可达30天，期间需依靠自身完成长期任务管理，并在出“日凌”后及时调整天线指向，迅速重新与地面建立联系。
据悉，在此次火星探测任务的关键节点，自主管理同样需要发挥巨大作用。在火星探测器进行环绕器与着陆巡视器分离时，环绕器需在短时间内完成3次调姿和2次变轨，对姿态及位置测量及控制精度要求非常高。正是依靠自主在轨管理系统，火星环绕器才能够精准、及时地完成与着陆巡视器的分离。
多样载荷：给火星拍“中式定妆照”
此次火星环绕器上共搭载7种有效载荷，可对地火转移空间、火星轨道空间、火星表面及其次表层开展科学探测，获取行星际射电频谱数据、火星表面图像、火星地质构造和地形地貌、火星表层结构和地下水冰分布、火星矿物组成与分布、火星空间磁场环境、近火星空间环境和地火转移轨道能量粒子特征及其变化规律。
其中中分辨率相机可对火星全球开展地形地貌普查，高分辨率相机可对火星重点地区开展局部高分辨率地形地貌详查，将为火星拍下来自中国的“定妆照”。
对话人物
揭秘故事
长五火箭总指挥王珏：
准备600多个预案 首次执行逃逸轨道发射任务
中国航天科技集团一院长征五号运载火箭总指挥王珏接受本报采访时表示，这次任务是我国第一次行星探测任务，开启了我们国家行星探测的新篇章。它也是我国航天事业，从人造卫星、载人航天、探月工程，到摆脱地球引力，走向更远深空的一个重要里程碑。
记者：目前火星探测成功率不足50%。对火箭来说，压力和难度在哪？
王珏：首先是来自确保任务成功的压力，对于长征五号来讲，它是一个大型低温运载火箭，它有12台低温发动机，6个低温模块，它的飞行时序动作是我们国家现有火箭最复杂的，进入到发射程序里关键设备的数量达数百台，火箭箭上设备数量也是我们国家目前运载火箭最多的。
其次，正因为它系统复杂，加上海南特有的发射环境，及这次任务又在中午，窗口相对于前几次任务也是最短的，所以要准时在给定的窗口范围之内发射，必须克服各种不确定因素。我们对此已准备大概有600多个预案。海南的天气对低温火箭是“冰火两重天”的状态，各系统能否适应这样一个环境，也是挑战。
记者:火星探测任务是长征五号火箭第一次应用发射任务，这个第一次的意义有哪些？
王珏：实际上是我们国家第一次行星探测，从发射轨道来看，之前的发射任务都没有摆脱地球引力范围之内的飞行轨道。这次火星探测任务一个很重要的特点就是长征五号运载火箭要把“天问一号”火星探测器第一次送到摆脱地球重力的逃逸轨道上面去，也就是要彻底地摆脱地球引力，由原来的绕地球运转变成绕太阳运转，所以就相当于发射了一个人造的小行星。
记者：是否以前的火箭把卫星送到的是一个地球轨道，它是第一宇宙速度，那么逃逸轨道会是一个什么样的速度呢？
王珏：它要超过第二宇宙速度。实际上对火箭就提出了运载能力要更大，性能要更高的要求。其实也是这次任务的第二个特点,就是这次火星探测任务的发射窗口是非常珍贵的。火星和地球都是绕太阳运转的行星。两者的最近距离是5500万公里，对于两个相对运动的物体，真正要找到一个合适的发射窗口是很难得的。那么现在在适合5500万公里的最近距离区域，大概是每26个月一次。火箭研制团队首次采用了“窄窗口、多轨道”的发射方案，相当于把地球和火星最靠近的这段时间里的发射方案优化出来了，通过42条轨道的装订来覆盖连续14天、每天30分钟的发射窗口。
记者：此次任务是长征五号的首次应用性飞行，这和之前的发射任务有哪些不同？
王珏:一个火箭在研制之初，首次飞行及最初的几次飞行，往往要安排一些试验性飞行任务。所以长征五号的前几次飞行任务都是飞行试验任务性质。一旦火箭进入到应用发射阶段，那么就意味着它通过前几次试验，对于长征五号来讲，特别是在长征五号遥二运载火箭失利后，通过全面地再设计、再分析、再试验工作，通过遥三火箭及五B遥一火箭两次完美飞行，充分全面地验证了火箭的技术方案的正确性，系统工作的协调性，可以承担后续一系列国家重大航天工程的发射任务。
此外，长征五号目前已明确任务，包括探火任务、探月三期任务和载人空间站任务。后续还有一系列基于东方红五号大平台的各类大载荷卫星，都将由长五来发射。
长五火箭总设计师李东：
17年磨一“箭” “胖五”未来更忙碌
2016年11月3日，长征五号运载火箭从海南文昌发射中心腾空而起，首飞取得圆满成功，总设计师李东回忆起漫长的铸箭历程，写下了一首诗歌《巨箭行》。
今年是李东工作的第29年。在这29年里，有17年他都在做“长五”。从2006年立项，到2016年首飞成功，长五火箭研制历程长达10年，是中国新一代运载火箭里，第一个立项，最后一个首飞的型号。
李东说，长五人突破了12大类247项关键技术，解决了复杂力热环境、大质量多干扰分离等世界性难题，掌握了一批具有自主知识产权新技术，使长五火箭重要性能参数成倍提高，95%的新技术占比更是打破了“一发新火箭上，新技术比例不超过30%”的国际惯例。
2020年年初，长五火箭研制团队迎面“撞见”新冠肺炎，也正克服万难履行使命。当时，两型号火箭相继失利，两颗卫星在轨失效。中国航天面临着“不能再失败”的严峻形势。如何迈过这道“坎”，是摆在中国航天人面前的重大考验。在这样的紧要关头，李东带领队伍来打响了“触底反弹”第一枪。
失败了没时间悲伤
成功了只能高兴两个小时
春节假期还没结束，长征五号B火箭首飞任务先头部队就逆行踏上了去海南的航班。
为保障长五B火箭首飞成功，地面设备恢复工作增加了地面前后端多个单机设备开盖检查，拆装电缆、连接器等工作，工作量比以往几次都要大。今年5月5日，长五B火箭首飞成功，有史以来任务周期最长、面临困难最多、承受压力最大的一次发射任务取得圆满成功，长五团队用实力回击了一切对于中国航天的质疑。
李东说，这次火星探测器发射任务最大的挑战就是时间紧。“失败了，我们没时间悲伤，成功了也只能高兴两个小时”。这是李东常挂在嘴边的话。这时，距离长五遥四火箭发射火星探测器，还有两个多月。那也就意味着，在上次发射后，发射平台和地面支持系统恢复时间，相比原来的时间进度要压缩30%以上。
5月的海南，平均气温高达32℃，湿度在80%以上，正值“桑拿天”。负责恢复喷水装置的队员中暑，在短暂休息和治疗后，又返回工作岗位接着干；负责支撑臂恢复和氢排氧加管路更换的队员严重脱水，靠喝补盐液坚持；支撑臂主管设计人员突发肾结石，忍着钻心疼痛坚守岗位，直到完成工作才到医院就诊……他们当中，大部分人自长五B火箭首飞任务开始，就在发射场工作，已经连续奋战了110多天。
7月23日，长五遥四火箭托举火星探测器，迈向了5500万公里外的探火之路，再次刷新中国深空探测纪录。这次发射，距离长五B火箭发射仅80天，创造了长五系列火箭高密度发射新纪录。
“胖五”将在中国航天强国建设中扮演角色
李东昨天向记者介绍说，随着长征五号遥四火箭将“天问一号”火星探测器送入地火转移轨道，长征五号系列运载火箭已经先后完成了高轨大卫星、载人飞船试验船及深空探测器三类航天器的发射，成为长征火箭家族中唯一能胜任三种任务类型的火箭。
站在高起点上出发，长征五号火箭未来会更加“忙碌”，在多个应用领域都有很强的需求。如，长征五号火箭将继续深空探测之旅，在年内发射“嫦娥五号”月球探测器实现对月球样本的采用返回；长征五号B火箭将作为空间站建设的“专属列车”，在未来2~3年时间内相继完成空间站核心舱和实验舱的发射；同时，长征五号系列火箭突出的运载能力，可以以“一箭多星”的形式快速实现卫星“星座”部署。
