北京時間2021年2月19日，美國的第五臺火星車“毅力”號抵達火星，直接登陸，于4時55分成功降落在杰澤羅隕石坑。
許多人此時想到的卻是我國“天問一號”火星探測器。它于2月10日進入環火軌道，將圍繞火星飛行3個月左右，計劃于2021年5月至6月擇機實施火星著陸。
兩臺探測器從地球飛到火星所用的時間幾乎一樣，為何在降落環節區別這么大？
全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩向科普時報記者表示，中美火星探測的任務目標和技術方案均不相同。“毅力”號的任務目標是尋找生命，而且美國通過此前的探測，對著陸點比較熟悉，因此他們選擇“直奔主題”。我國首次火星探測任務則是將“繞、落、巡”三步并作一步，在環繞過程中對著陸區進行詳細勘測。
中國航天科工集團二院研究員楊宇光認為，從技術角度來講，“毅力”號所用著陸方案難度更大。
19日凌晨，“毅力”號探測器到達火星后與巡航平臺分離，以每秒5.3公里的相對速度進入火星大氣，在距離火星表面11公里高度打開超音速降落傘。降至2公里高度時，探測器拋掉降落傘，改用“空中吊車”方式，利用發動機反推減緩降落速度。距離地面20米時，探測器下落速度降至每小時2.5公里，火星車被一根7.6米長的繩索懸吊下來。4點55分，“毅力”號火星車安全著陸，整個降落過程約為17分鐘。
楊宇光表示，這一技術方案與美國此前發射的“好奇”號火星車類似，有好處，也帶來許多困難和挑戰。
“毅力”號探測器總重超過4噸，相比重約5噸的“天問一號”要輕一些。不過，“天問一號”的總質量中，有大約一半是燃料。楊宇光介紹說，“天問一號”在實施近火制動過程中，消耗了將近1噸燃料，將速度降低了大約每秒1公里。而“毅力”號是直接進入火星大氣，利用大氣摩擦阻力進行減速，這樣可以節省大量燃料。
因此，“毅力”號火星車可以設計得又大又復雜，其重達1043公斤，超過“好奇”號火星車成為世界最大的行星漫游車。而“天問一號”除去推進劑的重量以后，環繞器大約重1.2噸，著陸器、火星車加起來重約1.3噸，其中火星車的重量約為240公斤。
要滿足直接降落方案的需求，對軌道要求極高。楊宇光說，當“毅力”號飛到火星時，所在位置必須剛好在目標落點的前進方向上，才能保證它進入火星大氣后，能按照規劃的彈道準確落在杰澤羅隕石坑，這就要求它在整個飛往火星過程的軌道都非常精密。而“天問一號”在環繞火星過程中，則可以更從容地調整軌道，為降落做準備。
龐之浩認為，美國采用直接降落方案的一個重要前提，是他們對著陸點十分熟悉。他介紹說，美國為選擇此次任務的著陸點花費了幾年時間，通過火星勘測軌道飛行器、“奧德賽”號以及“馬文”號火星探測器進行了詳細的勘察。而我國是首次實施火星探測任務，對著陸區需要進一步了解，因而需要在環繞過程中進行詳細勘察。
此外，“毅力”號在降落過程中采用的“空中吊車”方式，也與“天問一號”計劃采用的“降落傘+反推發動機”方式不同。龐之浩表示，這是美國繼“好奇”號之后第二次采用“空中吊車”方式登陸火星，該技術的先進性和復雜程度極高，但能滿足著陸質量較大的任務需求。
楊宇光說，“空中吊車”從本質上還是采用反推發動機技術。不過“天問一號”以及美國早期火星車如“鳳凰”號、“洞察”號等，反推發動機在探測器下方，“空中吊車”方式則是火星車在下方，反推發動機從上面牽引。他表示，該技術具備兩個優點：一是可以避免因發動機推力過大濺起火星表面的塵土，對探測器造成影響；二是將懸吊著的火星車“放”到地面，對落點的平整度和坡度要求不高。
但“天問一號”的著陸方式，對地面平整度要求很高。因此它將沿用我國探月工程中“嫦娥”落月所用的懸停避障技術，確保落在比較平坦的地方。
龐之浩介紹說，“毅力”號是在“好奇”號基礎上改進而成，繼承了“好奇”號的一些重要技術，如核動力電源、“空中吊車”等。同時它也采用了一些新技術。例如，在著陸過程中使用的“距離觸發裝置”技術，能幫助它在合適的時機釋放降落傘，提高著陸精度；“地形相對導航”技術則是將實現拍攝的著陸區地圖存在電腦里，并標出危險位置，“毅力”號降落時將“所見”地形與地圖對照，避開有風險的地方。
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