陈昌亚

研究员，上海卫星工程研究所，上海 200240

本文初步分析了奔赴火星的几大关键技术问题：轨道设计与控制技术；超远距离通信技术；自主控制技术；火星探测热控制技术；火星着陆控制技术以及火星返回技术等。对后续火星探测以及相关型号探测器的研制具有一定的参考价值。

1 引言

火星是位于地球轨道外侧的一颗行星，是地球的近邻。火星上存在固态的水，有稀薄的大气。人类通过探索火星，希望建立第二家园和寻找地球以外的生命，研究火星的磁场、大气和气候、空间环境、地貌和水消失的痕迹等内容，并掌握其规律［1］。

按照离太阳由近及远的顺序，火星排名“老四”，位于排名“老三”的地球外侧。火星围绕太阳公转一年687天，地球围绕太阳公转一年365天，因此火星与地球每2年有一次靠近的机会。火星离地球最近处约5670万km，最远处约4亿km（月球离地球大约38.4万km）。因为火星与太阳的平均距离为地球的1.52倍，火星获得的直接太阳光强只有地球光强的43.1%。火星表面温度比地球低45℃，平均温度只有零下25℃；火星赤道区的昼夜温度在20～80℃，最寒冷的极区的温度变化在－70～－140℃。

火星和地球有很多相似特征。火星上不仅有类似地球上的季节之分，还可明显的区分出“五带”（热带、南北温带、南北寒带）。此外，科学家还发现火星上有一定量的大气，有白皑皑的极冠，且随季节变化大小范围有明显的变化。火星探测器从发射到抵达火星轨道要飞行10个月左右。

到目前为止，人类对火星的探测有40次左右，成功率1／3多，认识还很不全面。……