2020，中國探測器遠征火星

周洵

《中國航天白皮書》五年發布一次，2016年發布的《中國航天白皮書》中，有這樣一項深空探測規劃：2020年，中國將向火星發射軟著陸探測器，給火星帶去中國氣息……

在晴朗的夜空中，找到火星并不困難。火星之所以看起來有鐵銹一樣的顏色，是因為表面覆蓋著一層氧化鐵。原來火星并未著火，只是像被鐵銹染成紅色了一樣。

科學家通過研究，揭開了火星的許多秘密。現在我們知道火星直徑約為地球的53%，一個火星年相當于地球上的687天。火星與地球的距離時遠時近，遠時離我們超過4億千米，近時距離我們0.55億千米。另外，火星還有兩顆衛星繞著它轉。

去火星是許多地球人的夢想。我們希望火星上有火星人，但是隨著深入研究發現，火星上并沒有人。火星上雖然沒有火星人，但是人類對火星的探測熱情卻并沒有減弱，反倒更加強烈起來——火星上沒有火星人，地球人可以移居火星，成為火星的主人。于是，移居火星，在火星上種田種地、開辦工廠，成為人類殖民火星的新愿望。

要想把人移居到火星上，就得先有機器到達火星表面進行實地考察，一探究竟。近年來，許多國家要么自己單干，要么聯手合作，接二連三地向火星發射探測器。探測器一撥接一撥地飛向火星，然而成功率并不高，大約有三分之二的火星探測器要么失蹤，要么損毀。這么高的失敗率，讓火星有了一個惡名，叫“探測器墳墓”。

其實，把火星稱為“探測器墳墓”是冤枉了火星。這事并不是火星的錯，而是我們人類的錯——技術不過關，造出的探測器不耐用。人類對火星太熱情，把探測器集中投向了火星，發射得多損毀的自然也就多了。

火星得“探測器墳墓”之名，雖說不是火星的錯，但這個惡名卻說明了一個問題：登陸火星并非易事。

明知山有虎，偏向虎山行。中國也迎難而上，有了自己的火星探測計劃和行動。2011年11月8日，中國螢火一號火星探測器搭乘在俄羅斯的福布斯號火星探測器上一起發射升空，打算去火星上瞅瞅。大家都盼螢火一號能安全到達火星，但第二天就傳來壞消息，俄羅斯宣布他們的火星探測器變軌未能成功，探測任務失敗。這樣，搭便車的螢火一號也失敗了。

螢火一號的挫折，說明這樣一個問題：失敗并不可怕，但搭便車上火星，受制于人，失敗的原因無法主動搞清楚，失敗無法成為成功之母，這才是可怕的事。所以，我們的火星探測計劃自螢火一號之后，便走上了獨立自主之路……

我國古代人稱火星為“熒惑”。這是因為，火星熒熒如火，而光亮時有變化，順行逆行的情形錯綜復雜，著實讓古人疑惑。

火星有兩顆衛星。名為火衛一的衛星繞火星轉一周只需8小時左右，這速度比火星自轉快得多，所以站在火星上看火衛一，你會發現它是從西邊升起，向東落下的，這和我們從地球上看月亮的運行方向完全不同。另一顆衛星火衛二性格比較孤僻怪異，不安心圍著火星轉，軌道不穩定，時常有“離家出走”的念頭。它距離火星的距離正慢慢變遠，科學家預測，火星終究會失去這個“孩子”。

火星是中國深空探測鎖定的第二顆星球，第一顆是月球。我們對月球的探測經歷了“繞”“落”“回”三個階段，成功的經驗是可以復制到火星探測中的。也就是說，可依照月球探測的步驟開展火星探測。

回顧探測月球的過程，可用“穩扎穩打，步步成功”來概括。月球探測是火星探測的前期演練，我國將于2020年發射火星探測器。那么，中國探測器如何自2020年踏上火星之旅呢？

月球距離地球約38萬千米，把探測器送上月球，就需要大火箭。火星距離咱們近時也有0.55億千米，是地月距離的100多倍，發射火星探測器明顯需要一支更大的火箭。推力巨大的大火箭咱們有嗎？別急，大火箭正在有序裝配。為了配合越來越多的深空探測項目開展，為登陸火星，我國正在開展超級火箭的研發工程，滿足火星探測的大推力超級火箭已經開始裝配，它名為長征九號，最大載荷約140噸。

可以把火星著陸器想象成一個“太空包裹”。這個“太空包裹”被火箭送到火星上空之后，降落火星的方式有兩種：一種是硬著陸，一頭栽下去，在火星上撞起一團塵埃；另一種是軟著陸，著陸器使出輕功，輕輕落于火星表面，把“包裹內”的探測系統安全施放到火星表面，展開后續探測活動。我們將發向火星的“太空包裹”里共有13套探測儀器，著陸后要保障一套也不能損毀。這個大包裹，重量還是相當大的，要在火星上成功軟著陸，需要不斷在地面進行模擬演練。

咱們對月球巡航車玉兔號相當熟悉，它有140千克。火星巡航車比玉兔號重，有200千克，不但大，更顯壯實，越野能力更強。火星巡航車計劃在火星上工作92個地球日，雖然比玉兔號的工作時間短，但它的容錯能力卻更強，幾乎為零。容錯率是啥？就是機器硬件或是軟件出了問題，它也不會停止工作，即常言所說的輕傷不下火線。這和玉兔號相比，火星巡航車就沒有因故障休眠的嬌氣勁兒。如果說玉兔號是個嬌氣的小姑娘，那么火星巡航車應該是個響當當的男子漢。

火星巡航車的容錯率為什么要達到為零的標準呢？這與它遠離家鄉有關。如果火星巡航車在火星上出現故障不能工作，從地球上發射信號修復它幾乎是不可能的事，因為地球與火星相距太遠，一個信號從地球傳到火星，大概需要40多分鐘。信號傳輸都這么費事，通過遙控修復肯定困難重重，所以說只能讓火星巡航車的容錯率為零，讓它有自己照顧自己的能力。

火星周圍也籠罩著大氣層，并且大氣層里也含有氧氣。不要一提氧氣，你就興奮，覺得火星氧氣能供給我們呼吸，能支持我們活下去了。依靠火星大氣層中的氧氣活下去，根本不可能。這是因為火星大氣層與地球大氣層相比，顯得非常稀薄，氣體密度不到地球的百分之一，在這稀薄的大氣層里，主要成分還是二氧化碳，其次是氮、氬，僅有少量的氧氣，所以說氧氣對于火星來說是稀薄空氣中的稀有氣體，靠這丁點兒不起眼的氧氣供給呼吸，根本不夠“塞牙縫”呢！

有人或許會問，我們的火星探測器為什么要在2020年發射啊？原因主要有兩個：一是到2020年我們的技術水準能達到探測火星要求；二是2020年恰好是火星的近地年份，這一年發射探測器可以抄近路。如果錯過了這個年份，需要再等15年左右的時間，火星才能再次與地球親近起來。

2020年我們發射火星探測器后，再一次執行火星探測器發射任務，將有一個比較漫長的火星近地等待期。等待期間，我們的火星探測準備工作并不會停止，而是會快馬加鞭地進行火星探測的第四個階段的準備工作。時間推進到2050年左右，我們“距離”火星會有多遠呢？一起展望中國未來的火星探測前景吧！

我們將重點探測火星生命生存的條件，如果火星生命生存的條件不具備，我們將給出改造火星環境的方法，為把這個荒漠之星改造成綠色家園提供可能。中國的遠期火星探測是為人類社會的持續發展提供服務，探討移民火星路徑，以在火星上建立人類第二個棲息地為終極目標。

未來，如果你愿意，中國的火星飛船可以把你送到火星上生活，讓你成為火星人，這叫火星載人飛行。當然，如果你在火星上感覺生活不爽，思念家人，中國的火星飛船可以把你從火星上再安全接回地球，讓你與家人團聚，這叫火星返回飛行。

為了能讓人類在火星和地球間自由穿梭，中國將研制高性能太空飛船，在火星和地球之間運送旅客，打造太空高速公路，讓人們去火星旅游就如在地球上從此地到彼地一樣簡單方便。

未來，也許可以在地球和火星之間自由來往，不但有張地球人的身份證，還可以辦張火星人的身份證，想想真是令人熱血沸騰啊！

使用當前飛船在火星和地球之間自由穿行，困難是相當大的，傳統的飛行器不會在登陸火星的行動中有太大的用場。人類要想到達火星，必須開發顛覆傳統的太空飛船，需要在飛船制造技術上有大的突破。技術突破需理論突破在先：原來，人們普遍認為物質難以超越光速，但隨著人們對于宇宙認識的深化，這一理論將被突破，物質超越光速也是可能的，再加上暗物質理論的產生，讓人類借助超光速和暗物質制造出星際飛船或將成為可能。

火星的地貌和地球的地貌有些相似，有山、盆地和平原等。值得一提的是，火星山比地球山更險峻。地球上最高的山峰是8800多米的珠穆朗瑪峰，但是把珠穆朗瑪峰放到火星上看，它并不算高大。因為火星上有更多更高的山峰，有的山峰高度甚至達到珠穆朗瑪峰的3倍！

（編輯 孫世奇）