王夢影
2020年10月,火星和地球?qū)⑶『门c太陽來到一條直線上,形成“火星沖日”。彼時,兩者將達(dá)成最近距離。錯過這次照面,要再等780天。
過去大半個世紀(jì)的18個“火星沖日”年里,全世界有48次公開了名稱、以火星為目的地的航天任務(wù),成功的不到一半。今年,去往火星的隊(duì)伍中將出現(xiàn)五星紅旗的標(biāo)識。我們將見證中國第一次真正意義上的行星探索任務(wù)。
這一次,中國自主研發(fā)的探測器將搭乘“長征五號”運(yùn)載火箭,從海南文昌發(fā)射基地出發(fā)。它將高速沖出大氣層,進(jìn)入繞地球軌道。接著又多次加速,奔向火星。
旅途漫長,要?dú)v時7個月。探測器抵達(dá)火星后,將狠狠踩下剎車,進(jìn)入環(huán)繞火星的軌道。之后,探測器將分解為軌道器、著陸器和火星車,聯(lián)手執(zhí)行探索任務(wù)。據(jù)中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春介紹,軌道器將環(huán)繞火星進(jìn)行遙感探測,拍攝照片、收集數(shù)據(jù);著陸器在隔熱罩的防護(hù)下,進(jìn)入火星大氣層,之后用降落傘等多種技術(shù)手段進(jìn)行減速,最終降落在火星表面;在著陸器到達(dá)火星表面后,火星車則會駛出,巡視這片陌生的土地。
鄭永春打了個比方:所有東西及燃料都需要從地球上帶過去,裝載的東西太重,路程太遠(yuǎn),小貨車就幫不上忙了,需要大卡車?!伴L征五號”就是一架直上云霄的大卡車,常被昵稱為“胖五”,120噸的氫氧煤油發(fā)動機(jī)提供了中國火箭能達(dá)到的最大推力,全部核心技術(shù)都是中國自主研發(fā)。
2016年,長征五號遙一運(yùn)載火箭首飛,出現(xiàn)故障,推遲了兩小時才出發(fā);2017年,長征五號遙二火箭發(fā)射失利,星箭墜入太平洋。胖五經(jīng)歷數(shù)次回到原點(diǎn)、尋找問題、解決后再出發(fā)。去年年底,長征五號遙三運(yùn)載火箭明亮的火焰尾巴一路割開墨藍(lán)色的夜,精準(zhǔn)入軌,星箭分離。它準(zhǔn)備好了。
“我們曾經(jīng)以為航天不會失敗?!币患抑袊苹卯a(chǎn)業(yè)公司的創(chuàng)始人姬少亭說。2013年,月球車“玉兔”搭載嫦娥三號運(yùn)載火箭抵達(dá)月球表面,還在新華社供職的姬少亭和同事為這臺機(jī)器注冊了微博賬號。
玉兔和后來的玉兔二號儼然火星車的前輩,但月球探測和火星探測的環(huán)境截然不同。據(jù)鄭永春介紹,月球土壤顆粒尖銳,月塵帶有靜電,火星不存在這一問題。火星上的大氣則比空氣稀薄的月球表面麻煩很多。它可能帶來塵暴,覆蓋電池板,氣壓和風(fēng)向無法預(yù)測的氣流也給著陸器下降增加了不可控的變量。
“技術(shù)層面上,月球任務(wù)與火星任務(wù)的共同點(diǎn)很少?!编嵱来赫f,“但中國探月計(jì)劃和火星計(jì)劃的承繼性是很明顯的?!?/p>
繼承下來的,是人。
不少中國航天探月工程的成員進(jìn)入火星探索的班底。年輕人曾駐扎在戈壁灘上,利用類似月球表面的環(huán)境展開實(shí)驗(yàn)。他們早晚跑步,越跑越遠(yuǎn),直到駐地附近出現(xiàn)了狼。他們拍攝月亮、爬過儀器的小蜥蜴、食堂拉面的大師傅。駐地的大石頭上刻著“望舒”,取自屈原的詩句,意為月亮上駕車的女神。
中國的第一次,也將會是世界火星探測歷史上的第一次:一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)軌道器的“繞”、表面著陸器的“落”、火星車的“巡”三個目標(biāo)。
這一大步,跨過了人類火星探索的60年。20世紀(jì)60年代,美蘇爭霸開啟了探索星空的競賽。第一顆進(jìn)入行星軌道的“衛(wèi)星斯普尼克1號”升空僅3年后,火星征程就開始了。此后10年里,蘇聯(lián)和美國12次嘗試飛躍火星,僅4次成功,拍攝了圖像傳回地球。
20世紀(jì)七八十年代則在火箭相繼升空的點(diǎn)火聲中度過,形態(tài)各異的探測器沖入火星軌道,有的燃燒在下降路上,有的撞碎在火星表面,有的則突然信號全失。
20世紀(jì)90年代始于兩個句號。1991年,蘇聯(lián)解體,俄羅斯繼承了火星航天項(xiàng)目,財(cái)政危機(jī)讓這個項(xiàng)目停滯了5年。1993年,美國宇航局的“觀察者號”失聯(lián),8.13億美元湮滅于深空。美國宇航局提出了新的火星探索指導(dǎo)方針:更快,更好,更便宜。火星車出場于2000年后,勇氣號、機(jī)遇號和好奇號先后踏上火星表面的旅途。
火星不再是天空中的紅色戰(zhàn)利品,而是一個需要精打細(xì)算去接近的科學(xué)目標(biāo)。國家也不再是星海中的唯一力量,商業(yè)航天公司發(fā)展起來,其中,美國的SpaceX公司占據(jù)全球發(fā)射市場總量的五分之一,藍(lán)色起源則在火箭引擎研發(fā)上一騎絕塵,這兩家公司均公布了移民火星的計(jì)劃,那是他們勢在必得的下一站。
2019年11月,在位于河北省懷來縣的地外天體著陸綜合試驗(yàn)場,我國首次火星探測任務(wù)著陸器懸停避障試驗(yàn)圓滿完成。
目前,尚不能獲知著陸器將降落于火星何處。這顆紅色行星表面有太多備選著陸區(qū)域。它的兩極覆有冰蓋,赤道處密布著細(xì)密的河網(wǎng)遺跡,記錄著曾經(jīng)存在的水文運(yùn)動。它的山峰比珠穆朗瑪峰還要高兩倍,峽谷比科羅拉多大峽谷還要深,洪水的切割范圍,比地球上任何地方都大得多。
人類曾一度寄望在火星上發(fā)現(xiàn)生命。連綴的隕石坑出現(xiàn)在19世紀(jì)天文學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡里,一度被認(rèn)為是某類文明的運(yùn)河系統(tǒng)。1976年“海盜一號”拍攝的一張照片上,丘陵的光影酷似一張臉。
在姬少亭看來,火星成為星際探索的當(dāng)紅目的地,也是人類幻想的流行載體,是因?yàn)槿祟惖墓陋?dú)和好奇心。以它為主角的故事映襯出當(dāng)年最迫切的欲望?!耙粦?zhàn)”“二戰(zhàn)”的夾縫里,火星負(fù)責(zé)帶來長著觸角或噴出烈火的外星侵略者。一部描述火星入侵的廣播劇曾讓大半個美國陷入恐慌。太空時代到來后,火星成為實(shí)現(xiàn)野心的殖民地,描述人類在火星建立社會、發(fā)展經(jīng)濟(jì)政治的《火星編年史》和《火星》三部曲成為經(jīng)典。
當(dāng)下,中國科學(xué)家對火星有著種種現(xiàn)實(shí)層面的研究愿望。在地球上與“荒漠化”作戰(zhàn)的中國科學(xué)院研究員劉永定,曾提出想用藻類改造火星,為人類移民“開路”。我國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋曾表示,深化對火星演變的認(rèn)識,可以為保護(hù)地球、擴(kuò)展人類生存疆域進(jìn)行探索。中國探月工程首任首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)則干脆表明,火星完全能被改造為生機(jī)盎然的“小地球”。
鄭永春曾多次到廣西、陜西、安徽、青海的群山深處,為那里的小學(xué)生做科普。一些地方的孩子們告訴他,從未上過科學(xué)課,因?yàn)闆]有老師會教。他們也幾乎從未聽說過2020年會在火星上行駛的中國小車。鄭永春給他們講宇宙。比起城里的同齡人,山里的孩子們很羞澀,不會積極提問,但也極專注。在這群孩子中間,鄭永春的名字正是“火星叔叔”。
(摘自2020年1月1日《中國青年報(bào)》)