火星探测器的登陆过程通常分为四个主要阶段，不同任务可能根据具体需求调整步骤，但核心流程基本一致：

一、进入火星大气层

高速穿越大气

探测器以每秒21,000公里的速度进入火星大气层，此时需克服高温（约1000℃）和气动阻力。

热防护与减速

- 采用防热瓦、烧蚀材料等热防护措施保护关键部件。

- 通过降落伞初步减速，速度降至100m/s左右。

- 启动反推发动机进行动力减速，最终将速度降至0。

二、降落与悬停避障

降落伞与气囊展开

降落伞完全展开后，通过反推发动机进一步减速，确保安全降落在预选着陆区。

悬停与避障

- 利用微波测距仪、光学相机等设备进行精确测距和地形分析。

- 若检测到障碍物，通过调整降落腿姿态或暂停下降实现避障。

三、触地与稳定

分离与冲击吸收

探测器与着陆平台分离后，缓冲机构（如弹簧、气囊）吸收冲击能量，保护设备。

姿态调整与稳定

通过推进器和陀螺仪进行姿态校正，确保探测器平稳着陆。

四、后续任务准备

系统检查与通信恢复

- 恢复与地球的中继通信（需10分钟以上延迟）。

- 启动科学仪器（如激光雷达、摄像头）进行环境探测。

样本采集与数据传输

- 完成表面采样（如岩石钻取、土壤分析）。

- 将数据传回地球，供科学家分析研究。

关键技术挑战

自主控制：

整个过程需探测器独立完成上百个程序，对软件和硬件的可靠性要求极高。

通信延迟：地球与火星通信时延达10分钟以上，需提前注入指令并实现自主决策。

精准着陆：需在7-9分钟内将速度从2万公里/小时降至0，误差范围需控制在10米以内。

历史案例对比

天问一号：2021年成功完成“恐怖9分钟”，通过多阶段减速和精准悬停实现软着陆。

凤凰号：2007年着陆火星北极，采用类似技术但面临更大通信挑战。

通过不断优化技术，火星探测器的登陆成功率已显著提升，未来任务将更注重样本采集与长期科学观测。