中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)探月工程首任首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)日前透露中國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃的最新進(jìn)展。他向內(nèi)地媒體表示,中國(guó)將于2020年通過(guò)火星衛(wèi)星、火星著陸器及已經(jīng)完成制作的火星車,天地聯(lián)合探測(cè)火星,并將于2021年抵達(dá)。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)認(rèn)為,火星探測(cè)的首要科學(xué)問(wèn)題是在探測(cè)火星上的生命活動(dòng)信息,期待在此領(lǐng)域有所突破;其次是火星磁層、電離層與大氣層的探測(cè)與環(huán)境科學(xué)等本體科學(xué)研究;其三是探討火星的長(zhǎng)期改造與今后建立人類第二個(gè)棲息地的前景。\大公報(bào)記者 劉凝哲北京報(bào)道
此前多個(gè)消息顯示,中國(guó)預(yù)計(jì)在2020年實(shí)施探測(cè),并在2021年抵達(dá)火星。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)再度確認(rèn)了中國(guó)火星探測(cè)實(shí)施的時(shí)間點(diǎn)。
發(fā)射“窗口”每26月一遇
21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道引述歐陽(yáng)自遠(yuǎn)稱,火星探測(cè)不是想什么時(shí)候發(fā)射就發(fā)射,每隔26個(gè)月才有一次機(jī)會(huì)。地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)一圈是365天,而火星繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)一圈大概是687天。有時(shí)候地球在太陽(yáng)的這邊,火星在太陽(yáng)的那邊,根本到不了火星。一定要趕上某一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)候,也就是地球跟火星存在一定夾角的時(shí)候,在地球上發(fā)射探測(cè)器才可以,而飛到火星軌道上,至少要飛將近七個(gè)月左右。
記者此前了解到,中國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃在2016年初正式立項(xiàng),將一步實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的“繞飛、著陸、巡回”探測(cè),這也是世界首次進(jìn)行類似探測(cè)。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)則透露,此次中國(guó)探測(cè)火星,由著陸巡視器、環(huán)繞器、火星車這三件東西實(shí)現(xiàn)天地聯(lián)合探測(cè)火星,而且“火星車已經(jīng)做好了”。
探測(cè)器靠近赤道著陸
中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋此前曾介紹探測(cè)的具體細(xì)節(jié),中國(guó)火星探測(cè)器在升空后,將進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)約7個(gè)月的巡航飛行到達(dá)火星,隨后被火星引力捕獲,成為環(huán)繞火星飛行的探測(cè)器。經(jīng)過(guò)繞飛一段時(shí)間后,著陸巡視器與環(huán)繞器分離,經(jīng)過(guò)氣動(dòng)外形減速、降落傘減速、反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速,展開著陸腿,緩沖著陸到火星表面。隨后,著陸器將釋放出火星車,開展巡視探測(cè)。環(huán)繞器在火星軌道上飛行,進(jìn)行科學(xué)探測(cè),并為火星車提供對(duì)地?cái)?shù)據(jù)中繼服務(wù)。
專家介紹,火星環(huán)繞探測(cè)器可以工作一個(gè)火星年也就是兩年時(shí)間,火星車則可以工作三個(gè)火星月,大約92天。目前,中國(guó)火星探測(cè)器的著陸地點(diǎn),大致在火星北緯低緯度地區(qū),也就是靠近赤道附近。
對(duì)于歐陽(yáng)自遠(yuǎn)等科學(xué)家而言,火星探測(cè)的首要科學(xué)問(wèn)題是期望在探測(cè)火星生命活動(dòng)信息上有所突破。這包括現(xiàn)在生命的信息,過(guò)去是否存在過(guò)生命,火星生命生存的條件和環(huán)境,生命起源和地外生命探索。
其二是為火星本體科學(xué)積累資料。包括火星磁層、電離層與大氣層的探測(cè)與環(huán)境科學(xué);火星地形地貌特征與分區(qū);火星表面物質(zhì)組成與分布,地質(zhì)特征與構(gòu)造區(qū)劃;火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)、成分、內(nèi)稟磁場(chǎng)(行星內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生、維持和變化的磁場(chǎng))探測(cè);火星與比較行星學(xué),火星的起源與演化,太陽(yáng)系起源與演化。
其三是,探討火星的長(zhǎng)期改造與今后建立人類第二個(gè)棲息地的前景。其總目標(biāo)是為人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
“探火”迎高峰 全球四任務(wù)待發(fā)
歐陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹,中國(guó)明年將要探測(cè)火星,人類探測(cè)火星已有45次,但成功的只有18次,成功率只有40%?;鹦翘綔y(cè)的難度可見一斑。受天體運(yùn)行規(guī)律的約束,每26個(gè)月才有一次火星探測(cè)的有利發(fā)射時(shí)機(jī),因而從現(xiàn)在到2020年前后僅有1次發(fā)射機(jī)會(huì),全球?qū)⒂?個(gè)火星探測(cè)任務(wù)實(shí)施,迎來(lái)火星探測(cè)高峰。
中國(guó)火星探測(cè)器總設(shè)計(jì)師孫澤洲此前在接受大公報(bào)采訪時(shí)表示,火星距離地球最近也有5500萬(wàn)公里,是地球和月亮間距離的140多倍。這樣遠(yuǎn)的距離,對(duì)于探測(cè)器奔向火星時(shí)的準(zhǔn)確入軌問(wèn)題,以及對(duì)探測(cè)器的控制和測(cè)控,都是難點(diǎn)。同樣強(qiáng)度的信號(hào),從火星發(fā)射到地球接收,比從月球發(fā)過(guò)來(lái)接收要弱一百萬(wàn)倍。
更致命的問(wèn)題是信號(hào)延遲。如果從地球發(fā)出指令,讓火星上的探測(cè)器做一個(gè)動(dòng)作,指令將在23分鐘后才能到達(dá),而探測(cè)器的執(zhí)行反饋給地球又需要23分鐘。相當(dāng)于在40多分鐘后,火星上的探測(cè)器才能接收到地球上的指令。
此外,除了火星探測(cè)工程技術(shù)上的難度,火星還有著地球人無(wú)法想像的環(huán)境。無(wú)論是火星上微薄的大氣,還是不時(shí)侵襲的沙塵暴,火星上極為多樣的氣候、環(huán)境都將給探測(cè)帶來(lái)未知挑戰(zhàn)。
“火星能被改造為生機(jī)盎然小地球”
火星,一直是人類深空探測(cè)的熱點(diǎn)。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō),科學(xué)家擔(dān)心人類未來(lái)的命運(yùn),因?yàn)榈厍蚴艿教嗟淖匀煌{,再加上人類自身的一些行為,未來(lái)很可能把地球破壞得不能夠宜居了。所以,人類一定要在太陽(yáng)系里面找一個(gè)對(duì)象,探討能否把它變成第二個(gè)地球,讓人類能夠大量的遷居到上面去。目前看,唯一可能的一個(gè)天體就是火星。
歐陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹,火星表面有很多古河床,證明火星以前是有河流的?;鹦堑谋辈渴且粋€(gè)大海洋。然而,現(xiàn)在火星表面一滴水都沒(méi)有,火星表面的鹽湖干涸以后只剩下鹽。中國(guó)要探明整個(gè)火星地下水的分布。
雖然目前人類還沒(méi)有找到火星上有任何生命存在的證據(jù)。但在科學(xué)界,很多科學(xué)家對(duì)火星最大的理想是改造火星,對(duì)人類而言,要好好保留自己的物種。
科學(xué)的任務(wù)是為人類命運(yùn)共同體的未來(lái)創(chuàng)造更多可能。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)表示,相信通過(guò)人類的智慧和長(zhǎng)期努力,火星完全能夠被改造為生機(jī)盎然的“小地球”,再現(xiàn)“青山綠水”,成為人類的“第二家園”,使地球─火星成為人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展的“姐妹共同體”。