澳科大获中国航天火星探测任务办公室发来感谢信
表扬对「天问一号」着陆火星作出贡献

「天问一号」 所携带的探测车「祝融号」 于北京时间2021年5月15日上午7时18分在火星乌托邦平原南部安全着陆。澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室科研人员进行了火星大气条件的数值模拟、分析与预报的工作，为「祝融号」 安全着陆火星提供了保障。近日，中国航天科技集团有限公司第五研究火星探测项目办公室向实验室发来感谢信。

感谢信

巡视器从进入火星大气层、下降到软着陆到火星表面的过程是整个探测任务的压轴难题。着陆器在火星大气中7-8分钟内需经历气动减速段、伞系减速段、动力减速段、悬停避障与缓速下降段等过程。在此过程中，1)火星中高层大气密度将直接影响气动减速效率及发热率；2)中低层大气密度、风速、风向及垂直风切将影响降落伞减速段的飞行稳定性;3)近地面的对流及湍涡则会对动力减速段的飞行器稳定性产生影响。除此之外，火星大气条件的不确定性亦会影响着陆点的准确性。「天问一号」 着陆器作为中国首个火星着陆器，最终的降落点距离预选着陆点只有三十多公里，而美国早期的火星着陆器降落点距离预选点的偏差可达数百公里。

中国「天问一号」着陆器进入-下降-着陆过程(EDL过程)示意图

目前火星大气状况的观测资料非常有限。覆盖全球的轨道器遥感观测只可观测与辐射相关的气象场，三维风场基本上是没有办法观测。至今只有8个火星着陆器或巡视器在某几个点进行局地地表附近的温、压、风、辐射量观测。此外，火星上大大小小沙尘暴及其辐射反馈效应将进一步增加气像要素的不确定性。例如：2018年7月的一次火星全球沙尘暴事件，使得机遇号火星车附近的光深厚度升高到正常水平的10倍以上，太阳辐射几乎完全被阻挡，导致机遇号结束火星探测生涯。

澳科大月球与行星科学国家重点实验室为「天问一号」 着陆器的着陆过程提供了火星大气条件的数值模拟和分析的工作：1）通过以往观测资料提出比较安全的着陆时段，提议选择在这时段风暴活动比较少的乌托邦平原；2）使用包含动、热力起沙及辐射反馈过程​​的火星大气模式进行了火星全球及预选着陆区附近的高分辨率数值模拟，获得了着陆区附近及整个降落廓线上的完整气像要素分布。

根据这些高分辨率数值模拟，实验室为「天问一号」 团队分析了预选着陆区因不同尺度动力过程和地形而出现的大气环流日内变化，并建议「天问一号」 着陆器的最优着陆时间为当地时间12-14时，在这段时间着陆区的大气环流比较稳定而风速亦相对较弱，为「天问一号」 着陆器的降落方案提供了关键信息，为「天问一号」 的成功实施做出了重要贡献。