2020年火星探測(cè)計(jì)劃：錯(cuò)過一次，再等兩年

文澤波

剛過去的7月中旬，一場(chǎng)名為“2019軟件定義衛(wèi)星高峰論壇”的論壇在山東日照舉行，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)自遠(yuǎn)出席了該會(huì)議并透露：我們將通過火星衛(wèi)星、火星著陸器、火星車天地聯(lián)合探測(cè)火星。目前，火星車已經(jīng)做好。值得注意的是，歐陽(yáng)自遠(yuǎn)還補(bǔ)充道：如果丟了2020年這個(gè)機(jī)會(huì)，那么我們登陸火星的機(jī)會(huì)就得再等兩年兩個(gè)月。

探測(cè)任務(wù)之一：火星是否存在生命

事實(shí)上，在中國(guó)的月球探測(cè)工程不斷取得突破以后，火星的探測(cè)便自然而然地成為了探測(cè)目標(biāo)。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)表示，此次計(jì)劃中，火星探測(cè)的科學(xué)問題主要有三個(gè)方面：一是是探測(cè)火星上的生命活動(dòng)信息，主要包括火星上現(xiàn)在生命的信息；過去是否存在過生命，火星生命生存的條件和環(huán)境等；二是火星本體科學(xué)的研究，主要包括火星磁層、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)探測(cè)等；三是探討火星的長(zhǎng)期改造與今后大量移民建立人類第二個(gè)棲息地的前景，為人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

據(jù)了解，火星表面有很多古河床，這證明火星以前是有河流的。并且火星的北部還曾經(jīng)是一個(gè)大海洋。然而直到現(xiàn)在，人們還沒有在火星表面上發(fā)現(xiàn)一滴水，火星表面的鹽湖干了以后也只剩下了鹽。中國(guó)希望能夠探明火星上水源的情況，這些水是流失了？還是藏在地下了。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)表示：以往的觀測(cè)和理論研究表明，太陽(yáng)風(fēng)與火星大氣的相互作用只能造成其表面30%水含量流失。

火星已探明有地震和甲烷

2018年12月19日，美國(guó)宇航局的“洞察號(hào)”火星探測(cè)器成功登陸火星。今年4月25日，洞察號(hào)地震監(jiān)首次監(jiān)測(cè)記錄到疑似微弱的火星地震，科學(xué)家認(rèn)為這一次的火星地震事件。一旦能夠監(jiān)測(cè)到火星比較大的火震事件，科學(xué)家就可以通過地震波在火星內(nèi)部不同物質(zhì)間的傳遞和反射情況，構(gòu)造火星內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)。

探測(cè)器還在火星大氣發(fā)現(xiàn)了甲烷的存在，越來越多的證據(jù)表明，火星可能遠(yuǎn)比我們想象的要復(fù)雜和神秘，雖然目前科學(xué)家還沒有在火星發(fā)現(xiàn)任何生命的存在，但是火星種種不尋常的發(fā)現(xiàn)，讓科學(xué)家有一個(gè)期待：火星現(xiàn)在可能仍然有生命的存在，這些生命可能在哪里，有可能就存在于地表之下。

登陸火星每26個(gè)月有一次最佳時(shí)機(jī)

火星的一個(gè)運(yùn)行周期為26個(gè)月，因此每26個(gè)月會(huì)有一個(gè)最佳的時(shí)間窗口，在這個(gè)時(shí)間窗口的節(jié)點(diǎn)上，火星是距離地球最近的。根據(jù)科學(xué)測(cè)算，2020年會(huì)有一個(gè)時(shí)間窗口，中國(guó)想抓住這次機(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，你根本到不了火星。所以一定要趕上某一個(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7個(gè)月左右。也正是這樣的原因，火星探測(cè)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)探索行動(dòng)，截止目前人類探測(cè)火星已有45次，但成功的只有18次，成功率只有40%。

探測(cè)任務(wù)艱巨

前蘇聯(lián)火星探測(cè)器2MV-3 No. 1于1962年11月4日發(fā)射，由于發(fā)射該探測(cè)器的火箭出現(xiàn)問題，該探測(cè)器在發(fā)射后從未脫離近地軌道，登陸失??；前蘇聯(lián)在1971年5月發(fā)射了“火星2號(hào)”（Mars 2）和“火星3號(hào)”（Mars 3）兩個(gè)火星探測(cè)器，其中火星2號(hào)以大約6千米/秒的速度進(jìn)入火星大氣層后，著陸系統(tǒng)出現(xiàn)故障未按預(yù)定程序控制著陸器的降落，減速傘未打開，墜落在火星；“火星3號(hào)”成功登陸，但是僅僅工作了20秒便失去通信聯(lián)系，通信系統(tǒng)故障。

還是前蘇聯(lián)，“火星6號(hào)”穿過火星大氣層時(shí)只通信系統(tǒng)出錯(cuò)，維持了224秒后失去聯(lián)系；“火星7”號(hào)從距離火星1300公里處掠過，因?yàn)橹懫鲿r(shí)間錯(cuò)誤，并未接觸到火星。接二連三的失敗，前蘇聯(lián)至此放棄了登陸火星的計(jì)劃。

美國(guó)宇航局的“火星極地著陸者號(hào)”1999年到達(dá)火星，但是到達(dá)之后并沒有發(fā)回信息，分析認(rèn)為著陸時(shí)便已損毀。10年后，NASA的“鳳凰號(hào)火星登錄器”再次成功登陸，在工作了近半年后，由于電力不足，與地面控制失去了聯(lián)系。

中國(guó)計(jì)劃在2020年7月份正式發(fā)射火星探測(cè)器，預(yù)計(jì)2021年初到達(dá)火星，著陸火星表面并進(jìn)行巡視探測(cè)。我國(guó)已完成了火星探測(cè)軌道設(shè)計(jì)、測(cè)控通信、自主導(dǎo)航、表面軟著陸等關(guān)鍵技術(shù)的科研攻關(guān)，這為我國(guó)開展自主火星探測(cè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。其后，中國(guó)還計(jì)劃2028年左右進(jìn)行第二次火星探測(cè)任務(wù)，并采集火星土壤返回地球。（編輯/侯幫虎）