中國作家協會主管

2020年7月23日，在海南文昌發射的火星探測器天問一號，是我國第一次火星之旅，4億公里的距離，一次實現“環繞、著陸和巡視”，在考驗一個國家的綜合實力，也在展現中國航天人的智慧和膽魄……

——題 記

引子

2025年元旦，天問一號從火星給地球的鄉親們發來一封信：

家鄉的親人們：

今天是2025年元旦，祝親人們新年吉祥如意！

每逢佳節倍思親，親人們，一轉眼，我來火星已經三年多了。

前些日子，親人捎來的那些信息，讓我激動不已：我國計劃于2025年前后發射天問二號深空探測器，對近地小行星取樣返回并探測主帶彗星；在2030年前后實施天問三號和天問四號任務，實現火星采樣返回和我國首次木星系探測。

中國航天發展的目標是到2030年，推動我國躋身世界航天強國前列；到2045年，推動我國全面建成世界航天強國。當我們攀上夢想的高峰之后，眺望更加遙遠的未來——我們的未來是無限的可能。

向偉大祖國致以最崇高的敬禮！

天問一號

地球上的親人們，盡管都知道這封“天外來信”是幾位航天小伙子代擬的，但依然讀得有滋有味、神采飛揚……

“太空剎車”

茫茫蒼穹，漫無邊際。

他微微仰著頭，眺望著深不可測的夜空，兩眼盯得緊緊的。他仿佛看見一個銀灰色的“小精靈”正在急速飛馳，它的航跡構成一道若隱若現的漂亮弧線。是天問一號？

驀地，他笑了，如果肉眼都能看見天問一號，它還稱天問一號？

多年來，每遇最緊張、壓力最大的時刻，他總要找個地方抽支煙，待上幾分鐘，讓自己冷靜些、再冷靜些。指揮中心大樓里不許抽煙，他悄悄來到大門外，點燃一支煙，抽了幾口，又很快將它掐滅。然后，舉頭望向長空。

作為中國首次火星探測任務總設計師，從天問一號升空那刻起，張榮橋便無時無刻不在關注著那個“小精靈”。

天問一號在地火轉移期間，完成了一次深空機動、四次中途修正等飛行階段的規定動作，還實施了地月成像、深空自拍等展示性的自選動作，正一步步向“繞、著、巡”三大目標挺進。

天問一號飛行了整整202天。

2021年2月10日。

天問一號將于當天晚上與火星交會，通過捕獲制動控制，進入火星環繞軌道，成為一顆人造火星衛星。天問一號探測器能否被火星引力成功捕獲，“太空剎車”的機會只有一次。

清晨，環繞器團隊隊員們進入協作樓餐廳。

副總師朱新波端著牛奶、面包、菜蔬，坐在餐桌前，像變魔術似的，從口袋里掏出一只柿子和一只橙子擺在面前。

副總師朱慶華一臉疑惑：“‘波總’，這是什么講究？”

測控數傳主任師王民建看出了名堂：“柿子、橙子，寓意心想事成啊！”

朱新波笑著說：“祝大家心想事成！”

環繞器總指揮張玉花心想，面對如此巨大壓力，這些年輕人心態不錯啊，笑道：“大家付出這么多的心血，祝我們都心想事成！”

“各號注意，我是北京，即將實施第一次近火制動控制！”北京航天飛行控制中心總調度鮑碩發出指令。

“一小時準備！”

19點52分，3000牛發動機點火開始。

此時，火星與地球相距1.95億公里，抵達火星的探測器，與地面通信單向延時約11分鐘。點火開始的無線電信號以光速傳送到地面，最快11分鐘才能到達。

守在飛控電腦前的總體副主任師杜洋與GNC主任師聶欽博，全神貫注地監視著環繞器傳回的信息。

“環繞器遙測捕獲，數據送出！”

通信恢復，說明環繞器姿態正常、能源正常。

杜洋緊盯屏幕等待點火速度增量的跟蹤測量結果，計算值與理論速值完美吻合。他兩眼一亮，情不自禁輕聲喊道：“成功捕獲火星！”

“各號注意，我是北京！天問一號第一次近火控制圓滿結束！”

“太空剎車”一舉成功，飛控大廳里掌聲一片。

2月12日，國家航天局發布天問一號制動捕獲過程動態影像，火星大氣層及表面形貌清晰可見。

2月24日，天問一號探測器成功實施第三次近火制動，進入周期兩個火星日的火星停泊軌道后，對火星開展全球遙測探測，并對預選著陸區進行詳查，探測分析地形地貌、開展沙塵天氣監測等工作，為著陸火星做準備……

“去火星不是說走就能走的旅行”

一個民族，有一群仰望星空的人，他們才有希望。

人類宇航工程包括三大領域：應用衛星、載人航天和深空探測。深空探測是指，發射探測器達到月球和月球以遠的空間開展的科學探測活動。

開展深空探測活動主要有三大目的：第一，重點圍繞太陽系及其各天體起源與演化、地外生命信息探尋、空間環境對地球的影響等重大科學問題開展探索和研究。第二，帶動技術發展，促進科學進步，培養鍛煉科技人才，造福人類生活。第三，以深空探測激發探索精神，凝聚國家和民族意志，增進民族自信、自立、自強。

2000年11月22日，中國政府首次公布《中國的航天》白皮書，明確指出，中國將“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”。

2003年10月15日，神舟五號載人飛船搭載航天員楊利偉進入太空。2007年10月24日，我國第一個月球探測器——嫦娥一號被送上太空，并于11月20日傳回所拍攝的第1幅月面圖像。

去火星，讓五星紅旗在火星上“飄揚”，是中國航天人期望已久的夢想。

2010年8月，徐匡迪、孫家棟、王禮恒、沈榮駿、王永志、張履謙、戚發軔、龍樂豪八位院士致信中央領導，建議有關主管部門盡快組織開展載人登月和深空探測工程綜合論證。

2011年初，張榮橋被任命為深空探測論證工程總設計師。張榮橋1990年入職航天隊伍，曾參加過嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號工程的研制，二十多年中國航天快速發展，為他提供了施展才華的巨大平臺。

由五十余名航天工程和科學領域專家組成的論證組，開展《深空探測工程實施方案》論證。

去行星際、去火星，如何去？

張榮橋告訴我：“一開始提出的是風險相對較小的環繞方案，沒有‘著陸’和‘巡視’，但大家心有不甘。我們起步晚，但綜合考慮載人航天、探月工程已經奠定了一定的技術和設備設施基礎，尤其是長征五號運載火箭提供了必備的發射能力，大家達成共識，認為踮踮腳、伸伸手，一步實現‘繞、著、巡’的風險可控，形成了我國火星探測‘一步實現繞、著、巡，二步完成采樣回’的總體發展途徑?！?/p>

張榮橋說：“一步實現‘繞、著、巡’，這在國際上是第一次，有人質疑我們有些冒進、膽子太大。今天回頭看，這條技術路線的選擇是非常正確的。它節省了經費，特別是技術上實現跨越發展，在較短時間內使我國在行星探測領域跨入世界先進行列?！?/p>

2016年1月11日，國家正式批準首次火星探測任務立項。國防科工局任命中國首次火星探測任務工程總指揮張克儉、總設計師張榮橋。

張榮橋有句名言：“去火星不是說走就能走的旅行?！?/p>

受天體運行規律的限制，從地球發射探測器到達火星，在工程實施層面，每隔26個月才有一次機會，如果錯過這個發射窗口，就得再等上26個月?？紤]到必要的研制周期，最近的發射窗口是2020年。

2020年4月24日，中國行星探測工程被命名為“天問工程”，首次火星探測任務被命名為天問一號。

在2020年的發射窗口發射天問一號，2021年抵達火星。

2021年是偉大的中國共產黨成立100周年——天問一號將成為一次標志性任務，向黨的百年華誕獻禮！

含淚奔跑的強者

天問一號探測器有15萬個電子元器件，火箭有15萬個組件，還有發射場、遠洋測量船和各個測控站，在發射的那一刻，必須保證所有的設備設施狀態良好，所有的操作精準到位，所有的氣象條件滿足要求。在奔火途中、降火過程中，任何一個元器件都不能出故障，所有系統必須正常運行。

所以說，航天工程是“100-1=0”的工程，環環相扣，步步驚心。

“火箭運力有多大，航天舞臺就有多大?！边@是航天界公認的鐵律。

邁向更深的太空，離不開火箭運載能力的提升，發展新一代運載火箭成為中國航天的必然選擇。長征五號高軌運載達14噸，而在此之前，我國上一代火箭高軌最大運載能力只有5.5噸。長征五號實現我國火箭從中型到大型的跨代發展，運載能力和總體技術水平居國際同級別火箭前列。

然而，出師不利！

2017年7月2日19時23分，長征五號遙二火箭在文昌航天發射場發射，火箭飛行出現異常，發射任務失利。

長五遙二失利，不僅僅是一個型號的失利，它將對嫦娥工程、首次火星探測任務產生直接的影響。

天問一號像是一個亟待遠行的乘客，接送它的汽車忽然間出了故障，何時能夠啟程似乎變得充滿變數。有網友稱：中國航天進入“至暗時刻”。

此時，距離天問一號發射只剩下不到三年時間。

“歸零！”

“歸零”是中國航天系統一種特有的故障分析糾正模式。指系統內某一環節出現問題時，需從第一步到最后一步逐一溯源，拋棄主觀臆斷，重新一一驗證，直至問題完全解決。具體歸納為：定位準確，機理清楚，問題復現，措施有效，舉一反三。

長征五號——這枚中國最大火箭“歸零”，整整用了908天！

這908天，對于長征五號火箭總指揮王玨和總設計師李東來說，稱得上是驚濤駭浪、驚心動魄……

2017年10月2日，長五一級YF-77氫氧發動機故障定位工作完成；經過半年的改進，2018年4月，長五火箭完成歸零評審。其間，YF-77發動機連續經歷了13次試車考核，均獲成功。

2018年11月30日，位于北京郊區的試車臺傳來令人震驚的消息：改進后的YF-77發動機在進行第14次驗證試車時，再次出現故障征兆。

這臺故障發動機同批次產品，已經有兩臺安裝在即將出廠的長五遙三火箭上——而這枚火箭是嫦娥五號上天前的最后一次飛行。

YF-77發動機主任師何昆說：“遇到這種情況，沒有什么捷徑可行，只有老老實實從頭開始。于是，又開展了一系列繁瑣的理論計算，對發動機的結構進行強化，確保發動機在火箭高溫、強震動的惡劣飛行工況時，能夠保持狀態?！?/p>

隨后，發動機又經歷了兩次試車考核，參數正常，大家松了口氣。

2019年4月4日，試驗合格的發動機將全部安裝上箭。

此時，北京11所對發動機動態特征的分析能力，也在緊張歸零的一次次實戰中有了巨大的提高。設計師手中如換了一個更高倍數的放大鏡，讓原來看不到的振動細節凸顯了出來，而這很可能是新發現故障隱患的根源所在。

正在外地出差的王玨連夜趕回北京，神色凝重，他對大家說：“敵人非常狡猾，它藏在暗處，說不準什么時候就要咬你一口！”

技術人員對所有批次的發動機采用新手段一一檢測，結果發現在同一個位置，多臺發動機都有同樣故障的隱患。

王玨、李東心急如焚，他們陷入兩難境地：一邊是亟待破解的“發動機之困”；一邊是無法更改的發射窗口。

6月24日，李明華臨危受命，出任長五遙三火箭的第一總指揮。一院是長五火箭研制的責任單位，長五遲遲不能交付，各種壓力迎面而來。

李明華把自己的工作總結為“把方向、出方法、調資源”，急需帶領團隊找到解決問題的方法。

李明華在全院動員會上發出壯士斷腕、破釜沉舟般的號令：“現在我們面臨著的是背水一戰！前進者生，后退者死！這個決定是我做的，出了問題我負責；誰不按照這個決定去做，誰負責！”

一位年輕設計師告訴我：“這是戰前動員令，我們必須為之沖鋒陷陣，哪怕前面是刀山火海！”

此刻，掰著手指算，距離發射窗口，時間不足5個月。

還有N道工序需要完成——盡快通過發動機結構設計優化，將發動機運至天津上箭裝配、檢測，將火箭“打包運輸”……

這同時又是一場聯合大攻關，全國大協作。中國科學院、國防科技大學、清華大學、北京大學等高等院校，航天科技集團、航天科工集團、航天航空的各研究院、所，二十多個單位的數百名專家學者參與，共同開展歸零分析，聯合進行課題研究。先后組織了百余次故障分析會及專題會。人數最多的一次，25位院士和5位大學教授作為特邀專家來到現場，聽取發動機研制工作情況，提出意見建議。

在長五火箭研制過程中，航天科技集團5個研究院、43個廠所、1.6萬多人承擔了相關工作；全國冶金、化工、電子、交通運輸等行業數百家單位參與相關配套研制工作。這充分體現出各行業大力協同、密切配合、攻堅克難的精神。

2019年7月31日，改進后的YF-77發動機，再次被送上試車臺。

“開始！”隨著指揮員口令，一陣轟鳴，一股淡藍色的烈焰噴薄而出，大地為之震動。

成功了！

908天歸零！

908天突出重圍、浴火重生！

9月26日，新的YF-77發動機如期上箭裝配。

10月22日，裝有長五的兩艘遠望號從天津港出發。

2019年12月27日，在歷經908天煉獄般的磨礪后，長征五號遙三火箭直插蒼穹，“王者歸來”，氣壯山河！

李明華感慨萬分地說：“強者不是沒有眼淚，而是含淚奔跑！”

李東豪情滿懷，賦詞抒懷：

青玉案·再出發怎堪回首說斷箭，淚滿面，肝腸斷。風雨寒暑十三年，一夕霜過，江東父老，愧疚無顏見。

枕戈飲膽九百天，萬般磨礪難盡言。今夜可敢片刻閑？硝煙才散，舉眸廣寒，何日月又圓？

生命線

星球車歷來是星球探測中的明星。由于工作環境惡劣、工作模式復雜、資源約束嚴格等原因，火星車研制極具挑戰性。

天問一號探測器總指揮赫榮偉對探測器總師孫澤洲說：“探火工程最后任務是靠祝融號火星車完成的，咱們必須造出一輛既能吃苦又會干活的火星車來。”

孫澤洲1992年從南京航空航天大學畢業，曾經是嫦娥一號衛星副總師，嫦娥三號、嫦娥四號探測器總師。他睿智沉穩，外表看似靜若止水，心中卻是激情似火。孫澤洲回答說：“赫總，火星車絕不會拖工程后腿。”

火星表面，太陽光強度只有地球的百分之四十。如要滿足祝融號的能源需求，太陽翼的面積必須達到4平方米。設計師設計了屋頂方案、折展方案、太陽毯方案……有的技術不成熟，有的太重，被一一推翻。

深夜，火星車總體主任師陳百超輾轉反側，老在琢磨著“太陽翼”……他索性打開電視機，熒屏里植物園百花盛開，像是一個花的海洋。鏡頭慢慢拉近，幾只蝴蝶在花朵上蹁躚起舞……他兩眼一亮：“就是它了，蝴蝶！”

陳百超將蝴蝶翅膀狀的太陽翼在電腦里展示出來。這個構型完美地解決了太陽翼展開后行走包絡干涉問題，左右兩片太陽翼還能實現對日跟蹤。

祝融號太陽翼是深藍色的，展開后如同蝴蝶的四只翅膀。探測器副總師賈陽說它很像中南美洲的一種藍閃蝶。

“藍閃蝶”展翅飛翔了，火星車熱控系統的研制卻遇到瓶頸。

熱控主任師向艷超告訴我，火星表面溫度的變化很大，著陸區中午最高溫度零下3攝氏度，黎明前最低溫度零下103度。如何保證火星車設備溫度水平，成為一道難題。

借用火星上的風？利用著陸器上沒用完的燃料？帶只小鍋爐上火星……一條條路都被堵死。向艷超意識到，解決火星車的熱能問題必須創新。光能轉換成電能，效率只有30%；如果直接轉化成熱能，效率會怎樣？

向艷超家里的熱水器壞了。他在看《熱水器使用說明書》時，忽然，一個靈感在腦里閃現：仿照熱水器原理，在火星車上安裝一個集熱裝置，將太陽能存儲起來，需要時再供火星車使用。

團隊在火星車頂部，安裝了兩臺集熱窗，有點像雙筒望遠鏡，它直接吸收太陽能，轉化成熱能。

集熱窗要求太陽光只進不出，這樣才能留住熱量。其透光口必須具有太陽光譜能量高透過率、遠紅外光譜低透過率的特征。團隊開始尋找符合這種特殊要求的透光口材料，石英玻璃、鋼化玻璃、有機玻璃，都太重。文獻上介紹一種聚酰亞胺透明膜，韌性強，厚度只有幾十微米，符合要求。但國內找不到這種產品，也沒有生產廠家。

聯系上南方一家民營企業，對方聽說是探測火星需要的一種材料，暫停其他產品生產，幾次調試，終于生產出性能滿足要求的聚酰亞胺薄膜，兩片膜重量不到一百克。

祝融號火星車初樣誕生了。這個小精靈長得有些像神話傳說中的哪吒：虎頭虎腦，兩只眼睛滴溜溜轉，腳下還蹬著六個風火輪。

張榮橋和工程幾位副總師，赫榮偉、孫澤洲、賈陽等工程“兩總”都來了，大家圍在四周，看不夠，樂不夠。

孫澤洲感慨地說：“這是咱們中國人自己造的第一輛火星車，最讓人滿意的是，車上重要的部組件，都閃爍著創新精神?！?/p>

創新，永遠是航天工程的生命線！

著陸火星是天問一號任務難度最大的環節，其中最難的，又是降落傘減速技術。

探測器進入火星著陸軌道，獲得“降火”指令后，環繞器與著陸巡視器分離，著陸巡視器借助火星大氣阻力，下降速度減掉90%左右。緊接著要打開降落傘，進行降落傘減速，關鍵是彈傘開傘環節，往往存在傘打不開、開傘過程擺動過大、傘張滿瞬間沖擊過大等問題。

降落傘的強度試驗，是由大運載力的直升機將重達6噸的模擬裝置從高空投放，模擬降落傘在火星大氣下超音速飛行過程中開傘瞬間的受力環境，以驗證降落傘的強度。

2018年6月28日，強度試驗在大興安嶺某地進行。

中午，直升機準時起飛。

火星著陸巡視器降落傘主任師李健和設計師張興宇在預定投放點跟蹤觀察。

到了預定投放點上空，操作手打開按鈕，機艙下懸掛著的模擬裝置，瞬間直落而下。兩秒鐘后降落傘順利展開。萬沒料到的是，瞬間全部展開的降落傘，突然與模擬裝置分離了。

拿著望遠鏡在觀察的李健，心里一咯噔：“完了！”

守候在降落場的孫澤洲，神色沉重。飛機返航后，他對李健說：“降落傘事關探測器著陸成敗，不允許有絲毫差錯，否則將拖整個工程的后腿。”

經過一番復雜艱難的“歸零”，找到癥結：問題出在降落傘傘繩和連接帶的連接環節。設計時對超音速下降落傘張開瞬間繩系受力狀態考慮不足，傘繩的一個連接部位強度設計不夠。

李健帶領團隊進行了多輪方案改進，經過地面幾百次驗證試驗，最終徹底解決了這一問題。

7月至8月，試驗隊連續進行4種工況下新研發的降落傘強度空投試驗，均達到設計要求。

一朵紅白相間的絢麗傘花，即將在遙遠的火星上空綻放！

火星，你好

2021年5月15日，天問一號迎來最后一場“大考”——著陸火星。

飛控大廳燈光通明，各路兵馬齊備。大廳前方的大屏幕上，不同圖像和各種數據閃閃爍爍。

“各號注意，我是北京！”

“著陸巡視器轉入進入模式！”

天問一號環繞器和著陸巡視器先執行降低近火點高度的變軌，約3小時后完成兩器分離，著陸巡視器以25馬赫的高速進入火星大氣層。那一刻，直至著陸火星，被稱為“黑色9分鐘”。

天問一號整個著陸過程需要融合氣動外形、降落傘、發動機反推、著陸緩沖等多項技術才能實施軟著陸。一招出錯，全盤皆輸。

北京總調度的指令下達了：

“開始降軌！”

環繞器GNC團隊核對完數據后，報告：“降軌正常，精度滿足分離要求?！?/p>

此時，火星距離地球3.2億千米，無線電信號一來一往35分鐘，地面無法實時遙控，所有動作觸發條件的測量、判斷，所有動作的執行，包括最后階段通過拍攝著陸區的圖像并選擇滿足條件的著陸點，均為自主測量、自主判斷、自主控制。

飛控大廳里，所有“火星人”都在等待！

10年籌劃，6年奮斗，大家翹首期待即將到來的這一刻！

天問一號直接參與研制工作的研究院、研究所一級的單位數十個，配合參與這項工程的單位數百個，直接或間接參與的科研工作者數萬人。所有人的付出，都將體現在即將到來的這一刻！

我曾經問過張榮橋：“探測器著陸前的那一刻，您在想些什么？”

張榮橋脫口而出：“那時候，哪有工夫想啊?！?/p>

“或者說您的心態？”

張榮橋說：“既期待，又擔心?！?/p>

“一種什么樣的期待？”

“中國首次火星探測任務，起步雖晚，但起點高、跨越大。從立項伊始就瞄準世界先進水平，一次發射，完成‘環繞、著陸、巡視探測’三大任務。如果這一目標能夠順利實現，我國將成為世界上第二個獨立掌握火星著陸巡視探測技術的國家。記得天問一號發射后，一位指揮員對我說：‘從來沒有像今天這樣渴望成功’?！?/p>

“為什么擔心？”

“航天器設計的一般邏輯，先要了解去的環境，通過各種技術、方法和措施來保障航天器適應這個環境；而火星探測恰恰是去一個我們并不了解的環境。盡管做了很多試驗，但仍然可能存在著我們不知道‘哪些東西不知道’。特別是著陸最后九分鐘，過程復雜，動作繁多，不允許有絲毫差錯。此前世界火星著陸任務共進行20次，只成功8次。我們雖然有百分之百的信心，但免不了還有一些擔心?！?/p>

張榮橋想了想，又說：“黃老師，您寫過共和國功勛孫家棟，孫老常說：‘國家需要，我就去做?！怨胖两?，總有一部分人，國家交給他們的擔子要比別人重一些，我們航天人一直勇于為國家挑重擔?！?/p>

航天人堅信，作為個體的自身命運與一個更大的整體、更永恒的價值聯系在一起，是一種有信仰的人生境界。

張榮橋的眼睛不大，算不上“炯炯有神”，但此時，他那副鏡片后面，透出了一種叱咤風云的勇氣和穩坐泰山的淡定。

7時18分。

“我是北京”發布：

“各號注意，巡視器落火正常，后續工作按正常飛控計劃實施！”

此時，天問一號探測器4條著陸腿與火星表面第一次親密接觸，著陸巡視器穩穩地落在火星烏托邦平原南部的預定著陸區。

5月22日10時40分，祝融號火星車駛離著陸平臺。車輪慢慢向前滾動，在火星表面上印下一個個醒目的“中”字……

中國首次問天之旅獲得高分，成為世界上第二個成功著陸火星并開展巡視探測的國家！

宇宙浩瀚無比，探索永無止境。仰望星空，腳踏實地，中國航天人將向著更加宏偉的目標，進發！