「天問一號」著陸火星刷新多項世界紀錄
北京時間2021年5月15日，「祝融號」火星車發回遙測信號確認，「天問一號」著陸巡視器成功著陸於火星烏托邦平原南部候選區域。我國首次自主火星探測任務取得重大勝利，成功實現了從地月系統到太陽系行星系統的跨越，使我國行星探測領域進入世界先進行列。「天問一號」成功登陸火星一舉刷新了多項世界紀錄，首次自主探火憑藉5噸級規模成為人類進入火星軌道的最大噸位探測器；首次自主探火即成功登陸火星；首次自主探火即一步實現繞與落，巡視火星更是指日可待。與「祝融號」火星車遙相呼應的還有月球背面的「玉兔二號」月球車，我國成為全世界第一個在兩顆地外天體同時擁有巡視器的國家。
澳科大助力火星著陸
澳科大榮休校長許敖敖表示，中國是全球第二個成功著落火星的國家，與嫦娥五號月球取樣返回共同標誌著祖國已從航天大國步入了航天強國。大學早於2016年，天問一號火星探測立項的當年已開始助力，張榮橋總設計師當時率科學工程團隊來澳科大訪問，與當時的中科院境外唯一的重點實驗室澳門科技大學月球與行星科學實驗室—中國科學院月球與深空探測重點實驗室夥伴實驗室簽訂了一份合作協議，由澳科大負責與航天科技集團簽訂研製天問一號航天器的著落前的拍攝相機，並由研究火星沙塵暴的陳烱林教授和博士後張迅與等直接參與商討研製計劃。許教授對於本次任務成功表示熱烈祝賀。
澳科大月球與行星科學國家重點實驗室主任張可可講座教授形容火星探測風險高，難度大。火星登陸過程包括「進入、減速、著陸」三大環節。登陸過程從進入火星大氣層，到著陸火星表面，探測器需要在約9分鐘時間內從初速度約4.8公里/秒逐步減速到0。由於通信延遲，著陸過程中的所有步驟都需要探測器自主完成。火星著陸過程兇險無比，從1960年人類第一次嘗試發射火星探測器到祝融號之前，一共有16次火星著陸任務成功進入了火星大氣層，但只有美國的8次任務成功著陸並順利開展探測工作——近一半的失敗率讓這顆紅色星球至今還保有「探測器墳場」的稱號。
火星大氣環境對探測器「進入、減速、著陸」過程的影響至關重要，直接關係到著陸任務的成敗。目前對火星大氣狀況的觀測資料非常有限。為解決大氣環境分析中的關鍵技術難題，中國空間技術研究院總體設計部之前通過多工況模擬分析、調研對比、出訪交流等工作，確定了火星大氣環境設計條件。澳科大月球與行星科學國家重點實驗室周劍超助理教授領導的團隊利用高解析度數值模式進行了火星大氣條件的數值模擬和分析工作，對總體部確定的大氣環境條件進行了覆核，覆核結果與原設計結果符合較好，為保障火星著陸任務成功，提高任務可靠性做出了貢獻。同時，周劍超助理教授和團隊的肖靜博士後分析了預選著陸區因不同尺度動力過程和地形而出現的大氣環流日內變化，並提議「天問一號」著陸器的最優著陸時間為當地時間中午到14時以前。在這段時間著陸區的大氣環流比較穩定而風速亦相對較弱。最終著陸器也在這段時間成功降落。中國空間技術研究院代表在2021年全國人大會議上的發言肯定了實驗室為中國首次火星探測計劃所做的貢獻。。
此外，澳科大還承擔了火星環繞器工程測量分系統可分離遙測探頭研製生產，資料處理及分析工作。在火星環繞器與著陸巡視器分離時，可分離遙測探頭用於火星環繞器與著陸巡視器分離狀態工程測量以及火星環繞器本體回拍工程測量。在火星探測任務中，可分離遙測探頭工作正常，成功完成了預定任務目標。
澳科大承擔火星資料分析任務
澳門科技大學設有「月球與行星科學國家重點實驗室」，是國家在天文與行星科學領域的首個國家重點實驗室（簡稱實驗室）。此外，國家航天局澳門太空探索與科學中心亦在澳門科技大學掛牌（簡稱中心）。實驗室/中心的主要目標之一是為中國深空探測提供科學支撐。早在2017年至2018年，澳門科技大學就在珠海承辦「首次火星探測任務有效載荷探測技術和資料處理」第一次和第二次學術研討會，推動工程與科學對接，為火星任務科學研究做好先期準備。在「天問一號」發射之前，實驗室研究人員徐懿助理教授帶領團隊在地球上的火星基地柴達木盆地展開了火星地貌模擬研究，為火星次表層結構和地下水冰資源探測提供了重要的參考。在「天問一號」飛往火星過程中，實驗室研究人員張小平副教授研究團隊與火星能量粒子分析儀載荷團隊緊密合作，對獲取資料進行了系列分析，保證了探測資料的可靠性。
實驗室主任張可可講座教授表示，實驗室多位科研人員參與了火星相關研究，目前實驗室/中心已完成或在研的火星研究項目11項。在澳門科學技術發展基金，國家自然科學基金，國家航天局民用航天「十三五」技術預先研究項目資助下，研究人員將進一步利用「天問一號」探測器獲取的原始資料，在火星地形地貌、礦物反演、淺表層結構及水冰探尋、天體生物學、表面輻射環境、大氣及沙塵氣候、內部結構、磁場及空間環境等方面開展工作，保證首次火星探測任務「早出成果、多出成果、出好成果」，為國家的火星探測任務做出新的貢獻。
中國「天問一號」著陸器進入-下降-著陸過程(EDL)過程示意圖
(圖片來源：https://imagepphcloud.thepaper.cn/pph/image/115/230/682.jpg)
澳門科技大學月球與行星科學國家重點實驗室
國家航天局澳門太空探索與科學中心
