天問一號更進一步
2021年2月10日晚8點，天問一號成功進入環繞火星的軌道，正式成為火星的人造衛星；15日，天問一號做了一個漂亮的太空“側手翻”，把原來繞火星赤道飛行改成繞火星兩極飛行；2月24日早上6點半，天問一號再“踩一腳剎車”，進入火星停泊軌道。
說是停泊軌道，其實天問一號並沒有停下來，它依然繞著火星在飛。只不過此時的軌道穩定在一個近火點280公里、遠火點5。9萬公里的巨大橢圓上，天問一號飛一圈火星要自轉兩圈，這被稱為2個“火星日”。
天問一號不停進行軌道調整
有朋友問了，為什麼天問一號要忽遠忽近地兜圈子，飛得距離近一點不香嗎？拍的照片也更清楚呀！難不成是咱們的探測器不夠先進，飛不了圓形軌道？這是個好問題，咱們今天就來聊一聊。
誰在用環繞火星的圓軌道？
在天問一號之前，已經有多個探測器在環繞火星飛行，其中美國的奧德賽火星探測器已經繞著400公里高度的圓軌道飛行了近20年時間。奧德賽的科學目標是繪製火星地表的高解析度影象、探測火星地表礦物、分析火星“近空間輻射環境”來判斷未來它對人類可能造成的風險。
奧德賽飛的就是圓形軌道
美國另一顆探測器“火星勘測軌道器”（MRO）也繞著火星飛了15年，它的軌道高度更低，最接近火星時只有250公里、最遠316公里，每112分鐘繞火星轉一圈。MRO實際是一個接近圓的橢圓軌道。
MRO為什麼飛這麼低？因為它的目的是給火星照相，同時要探測火星大氣、火星重力場，並用雷達掃描火星冰蓋下面的情況，要做到這一切，MRO需要儘量靠近火星。同時火星大氣層的厚度大約是230公里，為了減小飛行阻力延長壽命，MRO選擇貼著火星大氣層上面飛。
美國火星勘測軌道器飛行高度很低
天問一號的環火軌道
天問一號目前採用了大橢圓軌道，一方面它剛剛被火星引力捕獲，橢圓軌道更有利於進行軌道機動和調整，同時也跟它接下來一系列的科學任務有關。
不同軌道運動是有區別的
地球周圍有許多衛星使用圓軌道，比如地球同步衛星、一部分GPS和北斗衛星、國際空間站都使用圓軌道。其優點是速度相對恆定、軌道高度、重力大小和方向穩定，有利於完成工作任務。
由於我們國家是首次到達火星，天問一號要乾的工作很多，它需要先偵察火星表面的情況，給著陸區拍照、摸清那裡的天氣變化規律，然後找準機會釋放火星車。做這些事情自然是越近越好。
但是天問一號要做的事情還不止這些，有些活兒你還需要離得遠些才能幹成。
天問帶了兩件“法寶”
在天問一號的軌道器上安裝了兩件特殊的科學裝置：火星磁強計、火星離子與中性粒子分析儀。
中科大研製的高靈敏磁強計
如果你用過指南針，就知道咱們地球是有磁場的，地球上繁盛的生命也與磁場密切相關。與月球類似，火星是一顆在地質上被判了死刑的星球，隨著核心的冷卻，火星早早失去了全球磁場。由於磁場缺失，太陽風長驅直入，把火星的空氣吹走、把火星地表的水吹乾，它從此失去了孕育生命的條件。
但你不能說火星周圍一點磁場都沒有，火星外圍大氣由於被電離形成一個導電的電離層，當太陽風吹過時，火星電離層會產生抗磁性（你可以理解為電磁感應），這時候一部分太陽風就會受到阻礙，從而繞著火星走。多年來大家對火星電離磁場的研究並不多，咱們天問一號就要幹這件大事。
地球與火星磁場的比較
與磁強計相配合，火星離子與中性粒子分析儀用來探測火星上的水和大氣分子是怎麼被太陽風吹跑的、它準確的逃逸率是多少。透過計算，我們就能知道火星上稀薄的大氣到底還能維持多久。
火星離子與中性粒子分析儀
所有這些探測和分析，你離火星太近都不行，為了得到準確資料，天問一號需要在火星的遠近位置來回反覆進行測量，這就需要用到一個大的橢圓軌道。中國科學家們設計在近火點265公里附近探測2小時、遠火點11945。6公里附近探測1小時、再在途中進行288分鐘的取樣，這就是天問一號軌道器的橢圓形最終科學軌道。
天問一號在科學探測軌道上進行資料取樣
講到這裡你應該明白了：
天問一號並不是沒有能力飛得離火星更近，它怎麼飛要符合科學探測任務的綜合要求。與其他國家任務相對單一不同，咱們的天問一號是個多面手，它不僅要將火星車安全送到火星表面近距離開展科學研究，自己還需要圍繞火星去捕捉那些看不見的磁場、太陽風、以及被太陽風吹走的各種粒子。這就是天問一號採用大橢圓軌道的原因。
天問一號是個多面手