2关键环节——如何克服“黑色7分钟”
统计数据显示，自20世纪60年代以来，国际上已实施的42次火星探测任务，成功率仅为52%。
而我国要实现“一步到位”，底气来自哪？
中国航天科技集团五院火星探测器总设计师孙泽洲在接受媒体采访时指出，我国之前的探月工程已为火星探测打下了很好的基础，如果没有探月工程，希望火星探测一次就着陆并让火星车走起来，是不现实的。但是，火星探测仅有一半的环节与探月具有相似性。
“与探月工程相比，探测器飞往火星需要面临更多的问题，其中能量和着陆是科学家需要解决的两个最重要的问题。”李冀指出，飞行器长期工作，距离太阳越远，太阳光越弱，飞到火星的话太阳能电池的效率会很低，而靠其他星球引力提供能量又会耗费更多的时间。此外，火星车或着陆器，要穿过火星大气层才能“踏”上火星表面，这期间需要经历惊心动魄的“黑色7分钟”。
为何这么说？先来看看着陆过程。
探测器接近火星后，首先是要让它被火星引力捕获，环绕火星飞行。探测器在环绕轨道上做一些轨道调整，同时对仪器进行检测，还将对火星的形貌开展探测。然后在合适时机，与环绕器分离的着陆巡视器将进入火星大气，着陆到火星表面并释放火星车，开展巡视探测。与此同时，环绕器继续在轨道上运行，它一方面进行科学探测，另一方面为火星车提供对地面的数据中继服务。
“探测器从131千米的高空进入火星大气，时速高达21000公里（约每秒5.9公里），要在短短7分钟时间内，让巡视器的速度降至零，并实现着陆，这是所有火星探测任务中难度最大、失败概率最高的环节。”李冀分析说，火星大气和地球大气有很大差别，火星大气稀薄，只有不到地球大气密度的1%，火星大气成分95%以上是二氧化碳，而且火星大气非常不稳定，常发生风暴等，这些都大大增加了探测器着陆难度。
此外，由于地球与火星距离遥远，平均距离达2亿多公里，光传播过去至少需要11分钟，这意味着探测器从火星发回的信息都是11分钟之前的，指令发出后再需要至少8分钟传输给探测器，来回就需要至少22分钟，远远超出探测器着陆所需的“7分钟”。因此，这7分钟探测器无法由地球指挥中心实时控制，而要由探测器自带的智能系统独立完成着陆。
“难度还不止这些，因为不同于路面设备的测试，深空探测事先无法进行实地测试，只能尽可能模拟着陆过程，而火星表面环境到底是什么样，没有人去过。火星探测器出发前，科学家将通过研究天文观测和之前火星观测传回的照片，分析确定大致的一片降落区域。但火星表面气候变化多端，星表形态多种多样，因此，必须让探测器有足够的智能性，成为一个具有自主识别、自主导航、自主控制能力的智能机器人，才能保证探测器的精确着陆。”李冀说。
那么，火星那么大，我国的火星探测器最终将落到哪里呢？
“着陆区域应该是在设计初期就确定，因为着陆区的选择与进入、减速和着陆过程，以及能源、轨道的设计都是相关的。”孙泽洲说，当然具体落点要根据实际在轨、入轨精度等情况最后确定，综合地形复杂度、高程、光照条件、温度等因素考虑，火星比较适合着陆的地点在北纬5度至30度的区域。
