火星，太阳系行星之一，地表因被赤铁矿覆盖呈现橘红色，远远望去，如同一颗正在熊熊燃烧的火球。在古代中国，火星也被称作“荧惑星”，因为荧荧似火，其亮度又常变，行踪不定，因而令人迷惑。《尚书》记载：木曰岁星，火曰荧惑星，土曰镇星，金曰太白星，水曰辰星。

火星令人类着迷之处，不只是行踪，还有生命。一直以来，火星都被认为是太阳系中除地球外最具备生命存在条件的星球。它有大气层，最高气温可达20℃，有液态水的遗迹，在某些未知的地方，甚至可能还有“地下冰层”……这些谜团，等待着人类去揭晓答案。

2021年5月15日7时18分，我国首个火星探测器天问一号，在历经近10个月的长途飞行后，稳稳着陆在火星乌托邦平原。这一刻，在北京航天飞行控制中心，中国科学院国家空间科学中心研究员朱岩激动地流下了热泪。

作为天问一号有效载荷分系统总设计师，朱岩带领团队为探测器的环绕器以及“祝融号”火星车配置了13套科学仪器。在未来的日子里，这些设备将从不同角度，为探秘火星贡献力量。

读着《飞碟探索》长大

1970年4月24日，在酒泉卫星发射中心，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射升空，开启了探索宇宙奥秘的征程。3年后的1973年，我国又启动了返回式卫星的正样研制。从此，中华民族千百年来的航天梦一点点变为现实。

而火星探测早就成了超级大国竞争的焦点之一。仅1973年，苏联就一口气发射了4部火星探测器。数亿公里的征程注定艰难，这4部探测器都没有完成探测任务，有的甚至还没抵达火星环绕轨道就失踪了。

也是在这一年，江苏北部一座名叫“东海”的小城，地质工程师老朱家迎来第三个儿子。与岩石、土壤打了几十年交道的老朱跟妻子商量，给三子起一个单名“岩”，希望他能脚踏实地，对国家有所贡献，如果将来能子承父业，“察岩观土”，那是再好不过。

学生时代，虽然家里并不富裕，但父母还是给朱岩三兄弟买了很多科普期刊。不过，与老朱的希冀不同，朱岩很快对天文产生了浓厚的兴趣，他最喜欢那本1981年创刊的《飞碟探索》，因为能了解最新的天文发现，读到一些详细的航天信息，“火星探测、深空飞行、载人登月、航天飞机……都是那时候听到的。”朱岩说，那个年代，大家都在讨论飞碟、外星人，少年的自己也梦想着有一天能坐上飞碟，在太空中与外星人来一次相会。“我们国家肯定会有载人飞船，不会太遥远。”朱岩坚信。

1986年，挑战者号航天飞机爆炸失事，7名航天员失去了宝贵的生命。正读初中的朱岩听到消息后沉默了很久，“我一直认为航天飞机集成了最新技术，肯定有最光明的未来，但现实就是这么残酷。”朱岩坦言，想到当时我们国家连载人飞船都没有，进入宇宙或许真的只是一个遥不可及的梦，他不禁有些灰心。

“还是脚踏实地，学一门能立竿见影报效国家的技术吧。”已经在东南大学读书的大哥拍着朱岩的肩膀。

1990年夏天，朱岩追随大哥的脚步，坐上了南下的列车，来到南京，就读于东南大学无线电工程系。从本科读到研究生，他在这里一待就是7年。在这7年里，朱岩没有放弃对航天的向往，关于航天发射的电视节目必看，报纸上的航天新闻必读。

为航天员首飞“打前站”

1997年春，朱岩即将硕士毕业。身边的同学有的去了浦东搞开发建设，有的南下广东，去了改革开放的最前沿。虽然也有单位准备录取朱岩，可他总是觉得还有一份隐约的期待。

一天黄昏，朱岩接到了大哥从北京打来的电话，“来北京吧，这里有你的航天梦!”电话那头，大哥兴奋地大声说。

此时，朱岩的大哥正在中国科学院某研究所攻读博士学位。一个偶然的机会，他得知院里的空间科学与应用研究中心(现国家空间科学中心)正在招聘技术人员。这个中心正是国家载人航天工程相关技术研究的“主力军”之一。

得到消息，没有任何犹豫，朱岩带上最简单的行李就登上了北上的列车。“要是能干这个，一辈子都值了。”一路上，他都在想。

赶到北京，顾不上休息，朱岩直接跑进了空间中心。面试室里，坐在他对面的，是空间中心综合电子室主任、我国著名的空间探测有效载荷总体技术专家孙辉先。面对眼前这个喘着粗气的瘦小伙，孙辉先笑了，“来，不急，先坐下喝口水，咱们慢慢聊。”他招呼道。

慢慢地，面试变成了畅谈，两人越聊越投机。朱岩越发觉得，自己能在航天科研中建功立业。孙辉先也觉得，这个小伙子像极了年轻时的自己，坚毅、有梦想、敢拼搏。

于是，朱岩如愿加入了孙辉先团队，从事电路设计工作。

1999年11月20日凌晨6时，我国载人航天工程第一艘飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，并于21个小时后顺利返回。积蓄了7年的中国载人航天事业，终于进入了实施阶段。在神舟一号飞船成功发射的同时，神舟二号、神舟三号、神舟四号都已经在紧锣密鼓地准备，目的就是要通过一次次验证，为航天员首飞打好“前站”，同时也开展相关科学试验。

幸运女神再次眷顾。朱岩出任神舟四号飞船通用流体分系统的图像采集设备主管设计师。“飞船上有一套装备，专门研究微重力条件下液体流动的规律，我们的任务就是研制设备把液体流动的图像记录下来，并转化成数字信号，下传至地面。”朱岩解释，现在看来，自己的任务在整个系统所占的比例极小，但对当年的自己来说，绝对是史无前例的重任，因为这里有自己心心念念的航天梦。

他把所有的精力都扑在了研发上面，吃饭对付几口就行，困了眯一会儿就够。只要飞船能顺利进入太空，设备正常工作，便是最大的满足。

2002年12月，西北戈壁深处的酒泉卫星发射中心，最低温已经降至-30℃左右。朱岩第一次来到发射场，见证自己的成果随着神舟四号飞船飞向太空。

神舟四号飞船的技术状态与一年后送杨利伟进入太空的神舟五号飞船完全一致，在太空运行过程中，它将探明运行轨道的空间环境状况，为下一步载人飞船的出行绘制“安全路况图”，并积累科学试验数据。

12月30日零时40分，长征二号F火箭吐出巨大的火焰，拔地而起，将飞船顺利送入预定轨道。

朱岩站在发射塔架数公里之外，感受着火箭起飞带来的地面震动。现场巨大的噪音、刺骨的寒风，对他来说都是一种享受，“中国航天，我来了!”他在心里默念着。

给天问一号装上利器

2003年起，我国航天发展进入了黄金时代，一批批航天员进入太空，停留时间从20多小时延长到1个月;我国还开启了月球探测，先后发射嫦娥一号、二号绕月卫星，三号、四号、五号月球探测器。

在一系列航天任务的锻炼中，朱岩不断成长。他先后担任嫦娥一号、嫦娥二号卫星的图像压缩主管设计师，确保了卫星拍摄的月球影像高质量传回地面。他还在卫星搭载设备数据的处理与传输方面取得了多项重大成果，获得了多项国家科技进步奖。

2013年，随着嫦娥三号探测器成功着陆月球表面，国人将目光瞄向了距离地球更远的火星。各类科幻文学、影视作品为那个红色的星球构建起了足够大的想象空间：大气、水、生命……火星会不会成为人类未来移民的第二家园?

老牌航天强国早已发射了一批批火星探测器，但面对数亿公里外的神秘世界，依然难言胸有成竹，高达50%的失败率让国外的科学家坚信：中国的探测器着陆火星至少要到2025年以后。但事实上，中国航天人早已开启了对火星探测的准备工作：2013年，国家航天局提出“首次火星探测任务即实现火星环绕和着陆巡视探测”的目标，启动了任务方案论证和实施。2016年，火星探测工程正式立项。后来，这个项目被命名为天问一号，数千家单位、数万名科技工作者，为了同一个目标，开启了长达五年的奋斗。

当年4月，朱岩领到了任务，出任天问一号探测器的有效载荷总设计师。

有效载荷，也叫做科学载荷，是指航天器上为完成特定任务而装载的仪器设备、试验生物等，它们是航天器在太空中发挥最终使命的一个最重要的分系统。“虽然所占质量不大，但件件都是精华，任何一件出现问题，都会影响既定的科学探测目标。”朱岩说。

按照总体设计，天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成，其中着陆巡视器又分为着陆平台、火星巡视车。为了充分利用好这次火星探测任务，有效载荷团队为天问一号配置了13套科学仪器载荷，其中环绕器7套、火星车6套。

要用好“探火”路上的每一分钟。在设计仪器分布时，有效载荷团队精确到了探测器的每一个飞行阶段，如在环绕器上配置了离子与中性粒子分析仪、能量粒子分析仪、甚低频无线电接收设备，能在7个月的地火转移轨道飞行途中观测太阳风、空间粒子和电磁环境;环绕器上还配置了亚米级分辨率高清相机，在探测器抵达火星上空进入环绕轨道时，可以拍摄火星表面的高清图像。

2021年2月5日，国家航天局发布了天问一号探测器获取的火星图像，画面中，火星阿茜达利亚平原、子午高原以及最长的峡谷——水手谷等标志性地貌清晰可见。这正是环绕器上高分辨率相机的功劳。

在探测器着陆火星后，着陆器上的6套仪器，包括多光谱相机、地形相机、火星车次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪，将随着火星车驶向远方，发现更多的未知奥秘。

再小的问题也要归零

天问一号探测器有效载荷分系统的直接责任研制单位多达12家，分布在北京、上海、长春等多个城市，参与科研人员上千人，如火星车上搭载的成分探测仪来自中科院上海技术物理所，环绕器上的高分辨率相机来自中科院长春光学精密机械与物理研究所。作为总设计师，朱岩要统筹调度好这些单位的研制力量，确保每套仪器的研制进度、质量情况，都在掌握之中。

2016年6月，有效载荷仪器初样研制启动;

2018年，正样研制启动;

2019年，正样转入探测器整体总装、测试……

当年，正样设备在进行高低温试验时，某个有效载荷设备突然采集不到数据，大家顿时紧张起来。到底是哪里出了问题?朱岩当即拍板：归零!查设计、查工艺、查材料、查装配流程。

经过两周没日没夜的努力，问题终于被发现：原来是电控板上一个晶振与相关电路的配合时序在特定温度环境下出现了问题。这种设计方案在之前的航天任务中也曾用过，从未出现问题，“以前没问题，不代表以后就没问题。一定要厘清症结，找到根源。”朱岩向该仪器的研发团队强调，“天问一号不允许带着任何隐患踏上‘探火之路’。”

最终，科研人员成功排除了这一隐患。

朱岩说，航天工程是一个系统工程，绝不能“头痛医头，脚痛医脚”。一旦出现异常，再小的问题也要归零，从第一步至最后一步，直到问题完全解决。“地面上的严苛，就是为了设备在火星上不出故障。”

2020年4月5日，朱岩和同伴们登上了飞往海南的航班。他们将在文昌发射场对探测器有效载荷进行最后的测试。铜鼓岭畔，椰风飘香，但大家无暇欣赏美景。最后的测试阶段，谁也不敢放松。从地球到火星，最远距离长达4亿公里。地面发出的指令传到探测器，需要大约20分钟;探测器执行的动作效果如何，地面也得20分钟后才能知晓。因此，所有设备必须独立自主、高可靠。

2020年7月23日中午，长征五号火箭一飞冲天，强大的推力将天问一号探测器送入了地火转移轨道。“开门红!相信天问一号一定能顺利抵达火星。”在文昌发射场，朱岩自信地说。

天问一号探测器回报了有效载荷团队的信心与努力。长达7个月的地火转移轨道飞行中，它顺利完成了1次深空机动和4次中途轨道修正，于2021年2月10日成功被火星引力捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。

2021年5月15日凌晨1时许，天问一号探测器在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。4时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，于7时18分成功软着陆于预选着陆区。

在北京航天飞行控制中心，天问一号工程总设计师张荣桥、探测器系统总设计师孙泽洲、有效载荷分系统总设计师朱岩紧盯着大屏幕，等待着陆巡视器发回的遥测信号。约20分钟后，欢呼声和掌声响彻指挥大厅。

5月22日，“祝融号”火星车驶离着陆平台，正式开启在火星表面的巡视探测。朱岩团队为之配备的6套仪器闪亮登场。

其中，表面磁场探测仪是国际上首次在火星表面开展移动磁场测量，以期获得精细尺度的火星磁场信息;表面成分探测仪能发射高能激光，气化火星表面的岩石，通过激光诱导光谱方式，获取火星表面岩石的化学元素组成信息，有望为古生物学家提供火星是否曾存在生命迹象的线索。

“相信天问一号能给我们带来更多的惊喜。”朱岩说。

朱岩还用航天人的精神传承来陶冶自己。2018年，国家空间科学中心建立60周年，他创作了一首《九章》，纪念自己的偶像，我国人造卫星事业的奠基人、“两弹一星”功勋奖章获得者赵九章。他写道：巍巍九章，凤栖高冈，其鸣锵锵，将翱将翔。煌煌九章，于彼朝阳，空间科学，宇宙之光……(张航)

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