從1975年8月2日海盜一號火星登陸飛船發射算起，截至當下美國航空航天局NASA已經連續發射9艘火星登陸飛船，其中僅有一艘火星極地登陸者號登陸火星失敗。與此同時他們還在火星表面成功部署了4輛火星車，而放眼全球成功登陸火星且在火星表面展開火星車巡視探測的國家僅有美國一家。
毫無疑問美國NASA是現階段火星探測領域裡的手執牛耳者，那麼我們還有沒有機會翻盤呢？
好奇號拍攝的火星表面
四年多前航天科技集團五院受命負責抓總研製火星一號飛船，按照計劃它將於今年7月23日由長征五號遙四運載火箭在海南文昌航天發射場發射升空，這是我國第一次完全獨立自主實施的火星探測計劃（螢火一號由俄羅斯火箭發射，並不算是獨立自主的火星探測任務）。
習慣了悶聲發大財的中國航天人在長達四年多火星一號飛船研製過程中一直非常低調，航天愛好者如果想知道一些相關信息就必須有福爾摩斯般的推理能力，以期從官方信息中篩選出一些有價值的乾貨。我們之所以要保持神秘色彩，為的就是在亮相那一刻將震撼值最大化。
火星探測器應急信標試驗隊出征儀式
本月上旬，南京航空航天大學火星探測器應急信標試驗隊出征儀式在明故宮校區綜合樓舉行。該則報道中明確指出，這標誌著火星信標項目取得階段性成功，並從科研攻關轉入發射場實地試驗階段。
意味著火星一號飛船已經或者即將轉場海南文昌航天發射場，而今天剛好距離7月23日火星發射窗口還有整整100天時間。
海南文昌航天發射場
火星登陸任務是舉世公認的世界級難題，目前除美國外，其它所有國家發射的火星登陸探測任務皆以失敗告終，蘇聯火星6號飛船被認為部分完成了火星登陸任務，但由於芯片損毀探測器僅存活了數秒鐘，因此不能被定義為成功登陸。
由於登陸火星不同於其他弱引力天體，這顆星球有稀薄大氣層存在，飛船再入火星大氣層面臨著一系列未知氣動條件與問題，加之地火通信距離十分遙遠存在延時通信難題，而飛船再入全過程也只有7分鐘時間，同時火星表面地形也更為複雜，溝壑、沙漠、岩石等諸多不確定因素對成功保障登陸任務帶來了極大困難，在考驗飛船自主能力的同時也對數據傳輸提出了苛刻要求。
再入火星大氣層
在減速與著陸階段如果通信手段失靈，此時就需要“應急信標”支持，以滿足在非預期著陸情況下應急信標與數據保障要求。
為了確保火星一號飛船任務的圓滿成功，近些年來我們的確下了很多功夫。事實上早在2016年火星一號飛船立項之前，中國航天就不止一次地想要上馬火星項目。
例如，在推進嫦娥二號繞月衛星時，當時有科學家就提出利用嫦娥二號剩餘燃料奔向火星，如果這一目標達成，我們將成為全球第4個進行火星探測的國家，也不會讓印度曼加里安號火星探測器有任何可乘之機，但由於當時深空測控網項目沒有得到大力支持，因此嫦娥二號變身火星探測器的設想最終落空。
嫦娥二號變軌發動機
一時忍耐為的是華麗轉身，火星一號飛船可以看作是一艘爭氣船，但它絕不會僅僅限於爭一口氣。
火星一號飛船發射質量為5噸級，這一體格超越了好奇號項目，將成為人類向火星發射的最大噸位飛船，將由長征五號遙四運載火箭發射升空，今年1月該火箭YF-77氫氧發動機完成了出廠前試車測試工作。
就外觀來看火星一號飛船主要由軌道器與進入器組成，而進入器中還包絡有著陸器與火星車，這些設計將助力火星一號飛船通過一次發射完成“繞、落、巡火星”三大科目，第一次自主探火就連續實現上述三個目標的國家我們將是第一個。
火星一號飛船
我們為什麼敢於邁出如此之大的步子？
這主要緣於紮實的根基，眾所周知通過嫦娥探月工程實施我們已經成為人類21世紀探月先鋒力量，連續發射了5艘月球任務飛船，雖然火星與月球存在著很多條件差異，但深空探測的許多工程技術都有互通性。
比如火星一號飛船著陸器支撐腿使用的高效吸能合金與嫦娥三號、四號皆屬同款，火星一號著陸器使用的YF-36變推力發動機也是嫦娥四號7500N變推力發動機的大噴口改型版。
嫦娥四號高效吸能合金支撐腿
同時依託嫦娥探月工程我們建成了佈局全球的深空測控網，這是印度藉助美國深空測控網發射繞火衛星所不能比擬的。
深空測控水平高低對火星探測任務成敗起著決定性作用，沒有精準測控就無法在遙遠軌道對變軌發動機進行精確操控，飛船可能飛掠火星，也可能一頭撞上火星。
如果有優異的深空測控能力，飛船不僅可以在對的時間啟動變軌發動機，也可以基於精準測控進入精確度更高的地火轉移軌道，可以更快速地抵達火星，也能節省飛船燃料，這將極大延長飛船軌道器使用壽命。
火星一號地火轉移軌道
“人類最大噸位火星飛船”、“一步實現火星繞落巡”描述的是強悍的工程實力，火星一號飛船還將一步跨過美國近半世紀探火歷程，這描述的是該型飛船工程實力衍生出的任務能力。
火星一號飛船總計搭載有12個科學載荷，其中作為繞火衛星使用的“軌道器”搭載有中分辨率相機、高分辨率相機、環繞器次表層探測雷達、火星礦物光譜分析儀、火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀，“火星車”搭載有導航地形相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、多光譜相機、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀。
火星一號軌道器
這些科學載荷大多居於世界先進水平，或與世界領先水平持平。例如，軌道器搭載的高分辨率相機就達到了世界領先水平，其近火點300公里軌道優於0.6米的分辨率遠超美國NASA的“火星全球勘探者號”與歐空局“火星快車號”，而印度曼加里安號衛星的火星彩色相機則與我們根本不在一個段位。
一步跨過美國半世紀探火歷程還有一個顯著標志就是火星一號攜帶的火星車，綜合技術水平不僅可以與勇氣號、機遇號比肩，甚至有所超出。
火星一號火星車
火星一號火星車重240公斤（勇氣號/機遇號重174公斤），主動懸架，在勇氣號/機遇號具備的直線行駛、原地轉向、行進間轉向功能基礎上增加了蠕動和蟹行技能，也就是說該車不僅能直著走還能橫著走，複雜地形適應能力更強。
火星一號進入器極具創新地採用了彈道式加配平翼的再入火星大氣方式，再入火星時長由7分鐘延長至9分鐘，優勢是進一步降低飛船減速難度，提高任務成功率。
火星一號進入器
除了繼承嫦娥探月的工程經驗，我國還掌握著具有世界領先水平的減速傘研發能力，例如，嫦娥五號T1試驗器減速傘與返回艙重量比達到了2.4%，大幅領先於日本隼鳥號與美國星辰號，進一步提高任務成功率。
反觀俄歐聯合研製的ExoMars2020火星飛船由於受制於減速傘問題已於今年3月投了棄權票，宣佈退出2020年火星探測大軍，由此今年火星登陸任務只剩下我們的火星一號與大洋彼岸的毅力號。
