他說，國外在火星著陸任務(wù)之前都有環(huán)繞衛(wèi)星在火星附近，可以對(duì)著陸過程以及著陸后的數(shù)據(jù)通信提供及時(shí)支持。而中國的火星著陸巡視器是環(huán)繞火星不久后，就要與環(huán)繞器分離并降落，這對(duì)于著陸后的火星車自主能力提出更高要求。

　　“另外，這樣的任務(wù)在軌道設(shè)計(jì)上更具有復(fù)雜性，要兼顧著陸和環(huán)繞軌道的要求，增加了任務(wù)的難度和復(fù)雜度。”孫澤洲說。

　　他說：“我們希望用有限的經(jīng)費(fèi)盡可能多獲得一些成果，更高效地推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。所以我們想結(jié)合探月已經(jīng)走的第一步和第二步的基礎(chǔ)，一步實(shí)現(xiàn)環(huán)繞、著陸和巡視。我們具備了這樣的技術(shù)條件，希望一步邁得大一點(diǎn)。”

　　挑戰(zhàn)

　　這樣的任務(wù)，孫澤洲坦陳，難度非常大。

　　“這次任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測器進(jìn)入火星大氣后氣動(dòng)外形和降落傘減速的過程，并且只有一次機(jī)會(huì)，必須成功。由于地球與火星距離遙遠(yuǎn)，整個(gè)過程無法由地面實(shí)時(shí)控制，必須依靠探測器自主完成。”孫澤洲說。

　　自２０世紀(jì)６０年代以來，國際上已實(shí)施的４２次火星探測任務(wù)，成功率僅為５２％．

　　最讓這位火星探測器總設(shè)計(jì)師擔(dān)憂的是火星大氣。

　　“火星大氣具有很高的不確定性，有些因素我們還沒有認(rèn)識(shí)透，比如火星大氣的變化規(guī)律、風(fēng)暴時(shí)的特性等。我們現(xiàn)在感覺壓力很大，是因?yàn)椴荒苷瓶氐囊蛩睾芏?。如果降落那天真的起了塵暴，就不能降落。”孫澤洲說。

　　他說，由于沒有那么多的推進(jìn)劑來抵消那么高的速度，所以登陸火星時(shí)，９９％以上的減速都是靠火星大氣的作用。然而，火星的大氣和降落傘減速與地球上的相似度不到５０％，而且火星的大氣難以在地面模擬。

　　“我們只能把各個(gè)因素單獨(dú)分析，開展單項(xiàng)模擬，沒辦法用一個(gè)完整的過程在地面把實(shí)際過程模擬出來，這也是我們現(xiàn)在很困惑的事情。但正因?yàn)橛袎毫Γ拍軒砑夹g(shù)進(jìn)步。”孫澤洲說。

　　火星那么大，去哪兒好呢？

　　曾擔(dān)任探月工程二期探測器總設(shè)計(jì)師的孫澤洲說，由于中國火星車將使用太陽能供電，從光照角度考慮，最理想的地方是火星赤道附近，但是火星赤道附近的地形復(fù)雜。另外，由于登陸火星９９％以上的減速是靠大氣減速，因此著陸點(diǎn)海拔越低減速時(shí)間越長，登陸越安全。

　　“綜合考慮地形復(fù)雜度、高程、光照條件、溫度等因素，火星比較適合著陸點(diǎn)在北緯５度至３０度的區(qū)域。”孫澤洲說。

　　他說，當(dāng)初在確定嫦娥三號(hào)登月落點(diǎn)時(shí)，專家們先畫了一個(gè)１００乘３００公里的大區(qū)域，在探測器進(jìn)入環(huán)月軌道決定要著陸后，又預(yù)計(jì)了一個(gè)落點(diǎn)，最后真正的著陸點(diǎn)與預(yù)計(jì)的落點(diǎn)只偏差幾百米。

　　“火星著陸點(diǎn)的確定也類似。就好比我們先選擇要去北京，至于落在北京哪個(gè)區(qū)哪條街道，是到附近再做精確的選擇。由于火星大氣模型誤差很大，所以在火星登陸的偏差可能會(huì)比登月大。”孫澤洲說。

　　探火與探月有何不同？

　　孫澤洲說，探月工程已為火星探測打下了很好的基礎(chǔ)，如果沒有探月工程，希望火星探測一次就著陸并讓火星車走起來，是不現(xiàn)實(shí)的。“但是火星探測僅有一半的環(huán)節(jié)與探月有相似性。”

　　舉個(gè)例子，在嫦娥三號(hào)任務(wù)中，月球的地形地貌具有不確定性，但其他環(huán)境因素都在可控范圍內(nèi)，可通過設(shè)計(jì)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。但火星除了地形以外，其大氣情況具有很高的不確定性。

　　此外，登陸火星需要經(jīng)過四個(gè)階段：氣動(dòng)外形減速，降落傘減速，反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速，著陸器的緩沖腿吸收最后的能量。但月球沒有大氣，登月只有反推發(fā)動(dòng)機(jī)和著陸緩沖兩個(gè)階段。

　　孫澤洲說，由于月球距離地球４０萬公里，而火星距離地球最遠(yuǎn)時(shí)達(dá)到４億公里。在探月工程的帶動(dòng)下，中國已建立深空測控網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火星探測器的測控。但是數(shù)據(jù)還不能實(shí)現(xiàn)高速傳輸，因此未來的火星車操控要比月球車的操控更為復(fù)雜。

　　距離遙遠(yuǎn)的另一個(gè)后果是火星光照強(qiáng)度小，火星大氣對(duì)陽光還有削減作用，所以火星車的能源供給比月球車更為困難。

　　去火星探索什么科學(xué)之謎？

　　孫澤洲說，中國火星探測的科學(xué)目標(biāo)雖然還沒有最終確定，但基本上圍繞這幾個(gè)方面：通過光學(xué)遙感探測火星形貌，看看火星表面長什么樣；通過光譜等探測火星土壤元素、礦物成分及巖石類型；探測火星空間環(huán)境，包括火星大氣；探測火星土壤結(jié)構(gòu)及水冰，火星表面甚至地下淺層是否有水？

　　“深空探測雖然不會(huì)馬上產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益，但是對(duì)于滿足人類探索未知世界的好奇心，拓展人類生活空間，都具有重要意義。”孫澤洲說。