因为火星与地球有着较为类似的环境和探火不超越人类技术能力的可行性，使得未来机器人或人类驻守火星成为可能。在载人登月之后，火星也被公认为是人类登陆行星的首选目标。

挑战前所未有，如何确保万无一失

相较于之前“五战五捷”的月球探测，中国的火星探测任务难度更大。由于火星相对地球距离较为遥远，最远时超过4亿公里，最近时也有5500万公里，探测器需要在地火转移轨道上飞行近7个月，还将进行2至3个月的火星环绕飞行，所以对发射、轨道、控制、通信和电源等技术都提出了很高的要求。

在发射方面，为了将5吨重的探测器一举送入地火转移轨道，这就需要长征五号运载火箭飞出超过11.2千米/秒的第二宇宙速度。因为只有当航天器的速度达到每秒11.2千米的第二宇宙速度时，才能完全摆脱地球引力，去往太阳系内的其他天体。因此，第二宇宙速度也被称为“逃逸速度”。此前，中国的长征三号乙运载火箭托举嫦娥月球探测器进入地月转移轨道时飞出了超过10千米/秒的速度。而据长征五号火箭总设计师李东介绍称。“此次发射火星探测器，是长征五号火箭第一次达到并超过第二宇宙速度，同时也飞出了我国运载火箭的最快速度”。

由于地球和火星之间的相对位置不断变化，发射火星探测器就像是在打一个“移动靶”，只有不断地调整发射轨道，才能确保“天问一号“探测器更加精确地入轨，在奔向火星的过程中节约自身燃料，因此，此次探火任务就对火箭的轨道设计提出了更高的要求。为了让“天问一号”更加精确地入轨，来自中国航天科技集团一院的研制团队创新性地进行了精细化的“窄窗口多轨道”设计，将14天窗口期内每一天30分钟的发射窗口细分成3个宽度10分钟的窗口，对应3条发射轨道，一共设计了42条发射轨道，创造了单次发射轨道设计数量的新纪录，将轨道偏差控制在非常小的范围内。还首次实现了发射轨道的自动切换，火箭可自动比对时间，自动切换轨道。这在中国航天的发射史上是绝无仅有的创举。

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