2020年探測火星 面對挑戰(zhàn)我們準備好了嗎

美國國家航空航天局(NASA)3月21日發(fā)布報告稱，在火星測溫受阻的”洞察”號火星探測器，作業(yè)已暫停近三周，故障原因仍未查明。

顯然，探測火星不是件容易的事?？墒侨祟愄綔y火星的熱情卻從未熄滅。2019年全國兩會期間，全國政協(xié)委員、中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁透露，2020年我國將發(fā)射探測器，實現(xiàn)對火星的環(huán)繞、著陸和巡視探測。中國火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師張榮橋曾表示，首次火星探測任務(wù)一步實現(xiàn)“繞、落、巡”探測，這在國際上前所未有，難度極大。

火星有什么魔力吸引人類前赴后繼?面對艱巨的挑戰(zhàn)，我們準備好了嗎?

為人類尋找第二家園探路

從兒時熟悉的“馬丁叔叔”，到近年熱映的《火星救援》，火星寄托著人類無數(shù)太空夢想，被視為人類“太空家園”的重要候選。美國SpaceX公司近年就提出了“火星移民”計劃，并設(shè)計了一次可以運送100人的火星火箭“BFR”。

當然，要改造、建設(shè)并移居火星還為時尚早，但現(xiàn)階段對火星進行探測，也具有重要的科學(xué)意義。

中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春認為，研究火星可以給人類帶來很多的啟示。他表示，火星和地球是太陽系里的“兄弟姐妹”，研究兩者的異同，互為參考，是極具價值的基礎(chǔ)研究。

火星上是否存在或曾經(jīng)存在過生命，這也是讓科學(xué)家牽腸掛肚的謎題。研究表明，遠古時代火星上曾有濕暖氣候和流動水;2018年，科學(xué)家在火星南極冰蓋下發(fā)現(xiàn)了液態(tài)水存在的證據(jù)。這增強了人們尋找火星生命的信心，也讓人們看到了在火星上生活的希望。

此外，對火星本底磁場長期演變的探測，對研究地球磁場的長期演化具有重要借鑒意義;對火星地形、地貌特征與分區(qū)，表面物質(zhì)組成與分布等開展研究，則有助于了解火星的起源與演化。

我國首個火星探測器搭載了13臺科學(xué)載荷，將探測火星的形貌、土壤、環(huán)境、大氣，研究火星上的水冰分布、物理場和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

全國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩表示，如果這次任務(wù)成功，我國將進一步實施火星表面采樣返回任務(wù)，最終實現(xiàn)對火星從全球普查到局部詳查、著陸就位分析，再到樣品實驗室分析的科學(xué)遞進。龐之浩介紹，我國火星探測計劃總體科學(xué)目標包括研究確定火星著陸和生命存在的條件與地區(qū)，火星土壤特性及其水冰、氣體與物質(zhì)組成，火星大氣及氣候特征，火星地質(zhì)特征、演化與比較行星學(xué)等。

探月工程為探火任務(wù)奠定基礎(chǔ)

要實現(xiàn)上述目標，首先得到達火星，這一過程困難重重。

首先要突破的是遙遠的距離?；鹦蔷嗟厍蜃罱鼤r也有大約5000萬公里，而探測器抵達火星需要飛行幾億公里，對發(fā)射、軌道、控制、通信和電源等技術(shù)都有很高要求。記者了解到，我國將用目前國內(nèi)推力最大的長征五號運載火箭發(fā)射火星探測器，將其直接送入地火轉(zhuǎn)移軌道。

由于距離遙遠，測控通信也非易事。不過北京航天飛行控制中心副主任李劍曾表示，我國已具備上億公里深空測控的能力，完全能支持火星探測。

與飛行相比，探測器在火星下降著陸的難度更大，過去許多探測器都在這一階段功虧一簣。龐之浩說，進入火星大氣時，探測器能接收到的遙測信號十分微弱;當它運行到火星背面，在地球上無法準確獲取其軌道參數(shù);通信延時也會造成很大影響。因此火星著陸過程完全需要探測器自主完成，整個過程被稱為“恐怖7分鐘”。

中國航天科技集團公司八院院長代守侖介紹，火星大氣密度僅為地球的百分之一，著陸器進入大氣后，以每小時兩萬公里的速度“撞”向火星，需要通過氣動外形、降落傘、反推發(fā)動機等多種措施逐級減速，才能安全著陸。

全國政協(xié)委員、中國航天科技集團十一院研究員周偉江此前透露，我國火星探測器已完成氣動外形設(shè)計，以及氣動力、氣動熱設(shè)計工作，正在進行試驗驗證。此外，我國于2016年首次完成了縮比火星降落傘高空開傘試驗，驗證了降落傘的充氣性能，獲取了降落傘氣動力數(shù)據(jù)。

即使能成功降落，火星巡視器還要接受復(fù)雜、惡劣環(huán)境的考驗。2018年，美國機遇號火星車遭遇沙塵暴而停止工作，于今年2月被宣布“陣亡”。

應(yīng)該說，在探測火星方面，我國還是“新生代”。不過，十多年來我國開展了五次探月活動，全部取得成功，對深空探測領(lǐng)域的軌道設(shè)計、探測器自主導(dǎo)航控制、深空測控通信等關(guān)鍵技術(shù)進行了驗證，同時積累了豐富的經(jīng)驗。

這次任務(wù)能否成功，我們還需拭目以待。如果成功，它將成為我國繼探月之后深空探測任務(wù)的“敲門磚”。據(jù)國家航天局系統(tǒng)工程司副司長趙堅介紹，后續(xù)至2030年前后，我國還將實施小行星探測、火星取樣、木星系探測及行星穿越等深空探測任務(wù)。(付毅飛)

關(guān)鍵詞： 探測火星