纪录片《你好！火星》解说词文字稿丨第1集：出发

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以下是经过整理和修正的纪录片解说词，完全保留原文内容和风格，仅修正明显的OCR识别错误和格式问题：

太阳，这个发出耀眼光芒的巨大天体，是我们这个行星系的核心。在太阳系内所有物质质量的总和中，太阳竟然占据了99.86%。我们赖以生存的地球仅仅是太阳质量的33万分之一。

太阳以它发出的光和热照耀着整个家族中大大小小的星球天体。这使得我们用肉眼就能够在夜空中找到它们当中体积大的和距离我们更近的。

在点点繁星中，有一颗泛着独特红色的星球，它就是地球的近邻——火星。

古代的夜空要比当今显得明亮，那时没有如今的万家灯火。人类在最初仰望星空的时代就注意到了火星。人们常说热情似火，但是火星却似乎有那么一丝魅惑。

在东西方的传说中，火星都被赋予了战争、流血和不祥的标签。中国古人认为它红色荧荧，位置和亮度又经常变化，令人迷惑，于是称它为"荧惑"。在中国古代的占星术中，火星的运行往往与战乱相关。

在西方，火星被称为"Martis"，在罗马神话里，他骁勇善战，是罗马人的战神。

由于火星和地球都沿着各自的椭圆轨道围绕太阳运行，两者之间的相对位置随时发生变化。在内圈的地球有时落在后头，有时又跑在前头，有时中间隔着太阳距离超远，最远的时候两个星球相隔4亿公里；有时都运行到太阳一侧又会靠得很近，最近的时候大约5500万公里。

要想观测到最亮的火星，就要选在地球正好在太阳和火星之间并且呈一条直线的时候，相当于农历十五看月亮，这种现象叫做"火星冲日"。

地球围绕太阳一圈是365天，而火星需要687天。火星每走完一圈，地球转了将近两圈，所以经过780天，也就是每两年零两个月左右，才会出现一次火星冲日。

2020年10月14日火星冲日，火星距离地球不到6300万公里。夕阳西下后，火星便从东方升起，人们可以通宵观赏火星神奇而迷人的风采。

火星冲日不仅仅是观测火星的最佳时刻，也是火星距离地球相对近的时刻。大家都知道两点之间直线最短。如果是这样，航天器以第二宇宙速度离开地球，6300万公里距离只要花上65天的时间就能到达这颗红色的星球，感觉还不错吧？其实这是不可能的。

实际上太空旅行的轨迹远比直线复杂得多。这是因为地球和火星一刻不停地沿着轨道向前运动，而且航天器在飞行途中会受到太阳和行星引力的影响。与太阳背向飞行，航天器将会受到太阳引力的拉拽，耗费更多的能量。

那么在理想情况下应该如何到达火星呢？这个命题在90多年前由一位德国人给出了答案——沃尔特·霍曼。

沃尔特·霍曼1880年3月18日生于德国，被公认为是人类行星际航行理论方面的先驱。霍曼从小就对太空产生了浓厚兴趣，他非常喜爱阅读法国科幻作家儒勒·凡尔纳和德国科幻作家库尔德·拉斯维茨关于太空旅行的作品。

1904年，霍曼大学毕业后成为了一名建筑师。在工作之余，他喜欢阅读有关天文、航天方面的书籍。他考虑到了一个问题：如何让飞行器使用最少的燃料就能飞到另一颗行星？经过反复计算，霍曼找到了一个最优化的轨道方案，这就是著名的"霍曼转移轨道"。

1925年，他出版了一生最重要的专著《天体的可抵达性》，在书中进行了详细论述。

"这个轨道呢它是一个椭圆轨道。探测器出发的位置和到达火星的位置这么形成了一个椭圆，要和地球的公转轨道和火星的公转轨道进行相切。"

与地球的公转轨道相切，就意味着探测器是沿着地球运行的方向被甩出去的，在已经获得第二宇宙速度的基础上，还额外利用了地球相对于太阳每秒近30公里的公转速度。同时它的飞行方向与太阳引力方向垂直，并不需要为克服太阳引力消耗更多的燃料。

之后在太阳引力的作用下，探测器会拐一个大弯来到火星轨道。"它实现的是一个直接从地球到火星的这样一个转移。也就是说在整个运行过程中我消耗的燃料最少。"

采用霍曼转移轨道理论发射火星探测器，时间窗口一般选在火星冲日之前的3个月前后，地球火星之间的夹角太阳大约44度左右。一旦错过就要再等26个月。

美国的"洞察号"火星探测器就是因为技术故障错过了2016年3月的发射窗口，不得不等到2018年5月才发射。

又经过了26个月，2020年7月，飞向火星的发射窗口再次来临。中国第一个火星探测器"天问一号"即将启程，开启行星探测之旅。

这一次，一支由3个探测器组成的星际舰队从地球出发，目标火星：

阿联酋"希望号"火星探测器由阿联酋和美国合作研制，于2020年7月20日搭乘日本的H-2A火箭在日本种子岛发射升空。"希望号"的任务是研究火星的大气和环境。

美国的"毅力号"火星车2020年7月30日从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心起飞。它将在登陆火星后开启巡视探测，寻找古代火星生命的迹象。

原本计划一同出发、由欧洲和俄罗斯携手研制的"罗莎琳德·富兰克林"火星车受疫情影响则宣布退出2020年火星探测大军。

2020年4月初，正当新冠疫情席卷全球的时候，"天问一号"来到了中国文昌航天发射场，开始最后的安装测试。

从外形上看，"天问一号"由两部分组成：上部是一个馒头形状的银灰色进入舱，里面装着着陆平台和火星车；下边是有6个立面的环绕器。

"把它做成了一个非等边六边形，四个边一样长，两个边装帆板的边延伸了一米五，变成了一个就是扁的六边形。把这个V字面作为一个对火面，左边放中分相机，右边放高分相机，然后上下左右放天线。展开以后磁强计在侧边展开。整个这样一个构型包络来满足对火的要求。同时在反面有个大天线对地数传。在两侧帆板，下面是跟运载对接的，上面是带咱们着陆巡视器过去的。所以六个面几乎就被用得满满当当。"

7月4日，探测器推进剂加注完毕，它被安置在整流罩中，即将转运到火箭厂房。

长征五号因为身形大且粗壮，被大家亲切地称为"胖五"。胖五身高57米，由直径5米的芯级和捆绑在四周的助推火箭组成。

2020年7月17日，火箭垂直测试厂房的大门缓缓打开。长五遥四火箭总装测试完毕，它正走出厂房，沿着长长的轨道向2.7公里外的发射塔架走去。这是目前中国研制的推力最大的火箭，送"天问一号"去遥远的火星，胖五是唯一的选择。

有一句话叫做"坐地日行八万里"，说的就是在赤道附近的人随着地球自转一周相当于运行了4万公里。如果折合成速度就是每秒493米。虽然我们平时并不曾察觉到，但是在地球不同纬度的人所受到的地球自转影响是不一样的。

所以世界各大航天机构都不约而同地在纬度较低的地方建立发射场。欧空局甚至将发射中心建在了南美洲赤道附近，这样可以使向东发射的火箭利用上地球自转带来的初速度，提高运载能力。

中国文昌航天发射场位于海南岛的最东端文昌市龙楼镇，这里滨临大海，是中国纬度最低的发射场。胖五这样的大型火箭由于体型庞大，通过陆路运输会受到桥梁涵洞的限制，所以胖五火箭是从遥远的北方通过海路运输到这里。

"2017年7月2日，长征五号遥二火箭在夜色中发射升空。那么那一发任务我是作为01指挥员参加的。我当时就是坐在我们的最中心的位置。整个起飞的瞬间、整个的一个过程都是跟我们预期的是一致的。甚至说包括我们助推的分离也是很完美的过程。"

点火170秒后，4个助推器完成使命成功分离。"抛整流罩，文昌光学雷达跟踪正常，遥测信号正常，文昌飞行正常。"

然而，又过了170多秒，控制大厅里的气氛却有些异常。"346.7秒那个演示大厅里飞行弹道有一个理论值，你就踩着这个理论值心里就踏实了。走着走着突然弹道曲线奔下走了，就意识到肯定就出问题了。但那个是没有任何先兆，相当于一个人突然一下休克了，很平静的就没气了。所以当时特别不可思议。"

长五火箭芯一级安装了两台YF-77液氢液氧发动机，单台推力50吨。"就是芯一级的一台发动机推力发生了大幅下降这么一个现象。当时发生这个现象之后，整个测控大厅里的人突然就变得非常安静，大家也有点儿蒙了，也都接受不了。压力，每个人都感觉到令人窒息的压力。"

发射过程中的数据曲线只能描绘出问题的大致轮廓，但看不到病根，也就无法用药。如果能够看到发动机究竟出现了什么故障，就有可能精准地找到病灶。显然这是不可能的。

动力不足的胖五偏离了轨道，已经消失在太平洋中。"长五失利以后，首先最直观的影响就是对嫦娥五号月球采样的任务以及载人空间站工程的建设产生了重大影响。它们的计划都被迫推迟了。因为发动机的问题不解决，长五不能复飞。"

中国航天在中国航天的字典里有一个名词叫"归零"，就是当航天产品出现了同预期不一样的情况，就必须严格执行对问题的归零处理程序。航天人把归零比喻成在黑暗中探索，但谁也没有想到这次黑夜会如此漫长。

"出现问题之后，前后都得动起来，最后一步一步推吧，看看是谁的产品出现问题。最后反正找到氧涡轮泵。"

发动机是火箭的心脏，涡轮泵则是发动机的心脏。涡轮泵通过高速转动为来自贮箱的液氢和液氧增压，使之压入推力室混合燃烧，产生巨大推力，托起火箭飞行。

"这涡轮端是工作的一个600摄氏度富氢燃气环境中，泵端是工作的零下180度的液氧环境中。这个离得很近，总共也就这么长的距离吧。这个一端是热的，一端是冷的，基本上这里面环境用一句话描述就是一个冰火两重天这么一种环境。"

不仅环境恶劣，涡轮在工作的时候会以每分钟近两万转的速度转动，这让它的受力情况变得更为复杂。"高速旋转会产生振动，而在发动机上有三个大的振源：氢涡轮泵、氧涡轮泵还有推力室。振动频率不能让它碰上，碰上之后就发生耦合振动，发生共振。共振起来之后振动量级就会越来越大，最终使一些结构件造成破坏。"

"上物理课的时候经常会讲军队过一个桥时候，军人脚步声很齐嘛，引起桥振动最后塌了。"

问题找到了，是振动引起的氧涡轮泵内部结构破坏，导致发动机熄火。"我们当时就把可能的结构进行了加强，对它进行了一个改进。改进之后呢，我们也经过了大量的试车，从各种数据上来讲没有什么问题，好像这个事情就解决了。"

这里是位于北京云岗的航天发动机试车台。一台YF-77氢氧发动机正被安装在试车台上，通过点火测试来考核检验发动机的性能。

2018年11月30日，一台用于验证改进方案的发动机在试车中出现了问题。"2018年11月份这次试车呢，不是发现明显振动，是发生了氧转子盘轴一个转子盘轴断裂就氧涡轮泵中。"

在此之前，转子盘轴并不是上次故障归零锁定的问题。"这台发动机总共测试了6次，接近3000秒的时间。也是反过头来再去看这个振动数据，也是有两次有明显的振动频率。所以这个振动频率造成的转子盘轴断裂。"

"这个振动呢比较诡异，它有时候出现，它有时候不出现。它对结构的损伤也是有时候有破坏，有时候没破坏。因为它是随机的，就给分析带来一些困难。"

针对这个振动频率，技术团队采用了更高精度的数据分析手段，把以前的试测数据再重新分析，发现了很多台次的测试中氧涡轮泵都存在异常频率。这好比换了一个更高倍率的放大镜，让原来看不到的隐患显形了。

看来这回应该是找到了故障根源。于是设计师对盘轴进行了结构加强，通过加粗加厚、改变局部形状的方法来对抗振动。大家眼前出现了曙光。

长征五号遥三火箭的发射被安排在2019年夏天。改进后的发动机要进行3次试车，前两次一切正常，距离成功只有一步之遥了。

2019年4月4日进行第3次试车，人们充满信心，势在必得。"因为我们一般试车都下午两点，试完了要数据处理，大概到10点半。办公室的一个年轻人就给我打电话，说从这个振动上参数看出来有点异常。"

技术人员在分析振动频率的时候再次发现了频率的异常变化，而频率变化就意味着结构上已经产生破坏。对于研制团队来说，这无疑是让眼前的希望变成巨大的失望。

挫败让设计师们开始怀疑一切，开始否定自我。难道是设计方案先天不足？归零，再次归零。

"研制过程中这种波折反复呢，从科学这方面角度来说认为它是正常的。科学的大道上没有坦途。出现故障寻找原因，再进行归零再改进，然后再去验证，它本身也是一个科学的一种方法。"

长征五号箭在弦上依旧不能发射。发动机被召回。距离"天问一号"出发的日子只剩下一年多一点。如果火箭的问题不能解决，"天问一号"就有可能赶不上2020年的发射窗口，中国的行星探测计划将被迫推迟。

"就从那个时候是一个新的转折点，就是在那个现象进一步分析的时候，才真正地接近事实真相。"

在科学探索的道路上并不总是一帆风顺，尤其是航天领域，这是一项充满高风险、极具挑战的事业。"这个过程也是特别曲折，一波三折。有时候觉得接近真相了，然后一试验又出问题了。"

然而，经过几代航天人的接续奋斗，我国航天事业创造了以"两弹一星"、载人航天、月球探测为代表的辉煌成就，走出了一条自力更生、自主创新的发展道路，积淀了深厚博大的航天精神。这是支撑航天人愈挫愈勇的精神力量。

"33号，关闭氧箱通气阀门，关闭氧箱通气阀门。氢断流手动断电，增压到0.3兆帕，明白。31号注意注意，启动！"

2019年7月31日，经过改进后的发动机再次试车。在之后的两个半月时间里，四台发动机八次试车，八战八捷。

10月，长征五号遥三火箭通过出厂评审来到海南。

"5、4、3、2、1，点火！"

12月27日20点45分，长征五号遥三运载火箭点火。夜空仿佛被烧开了一个洞，浴火重生的胖五火箭飞上苍穹。

"我们整个过程死盯着那条曾经让我们很难受的那条线，高度曲线和速度曲线完美地贴，到最后直到最后。所以大家的思想一直绷着，一直绷着一股劲，直到最后星箭分离准确无误。"

经历了908天的漫长等待，一群航天人走出了人生中的至暗时刻。他们打赢了中国新一代运载火箭的翻身仗。"圆满成功！"

2020年7月23日，中国文昌航天发射场。火一样的骄阳照射在白色的火箭上，而指控大厅里人们却是有条不紊、心静如水。

10个小时前燃料已经开始加注，并将持续到发射。长五遥四火箭整流罩上，中国行星探测的标志格外显眼。这将是中国首次走出地月系，迈向太阳系家族中的大行星。火箭将把"天问一号"探测器送往火星。

"10、5、3、2、点火！"

从探月到探火，中国航天按照总书记不断追求航天梦的指引，在科学探索的道路上越走越远，为拓展人类对未知世界的认知做出中国贡献。

（注：以上文本已尽可能修正明显的OCR识别错误，完整保留了原文的叙述风格和专业术语。部分专有名词和特殊表述因原始文档质量问题可能存在少量不确定修正。）