火星到底有多少秘密？

□ 高 峰

火星到底有多少秘密？

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荒涼,空寂,礫石遍布,黃沙漫天,雖然毫無生氣,但在數億公里外的人類始終對它充滿好奇。這顆紅色行星上是否曾經存在過生命？火星與太陽系是怎樣起源及演化的？未來能否將火星改造成人類可居住的星球？這些問題讓科學家們迫切希望從火星上找到答案。

中國首次火星全球遙感與區域巡視探測任務已獲批立項,首個火星探測器預計在2020年發射飛往火星。

中國火星探測器由環繞器和著陸巡視器組成。從地球到火星的距離為4億公里,探測器從地球飛到火星的時間會根據發射的窗口期的不同而有所差別,大約為6到12個月。

探測器接近火星后,首先要讓它被火星引力捕獲,成為環繞火星飛行的探測器。探測器在環繞軌道上做一些調整,同時對儀器進行檢測,還將對火星的形貌開展探測。

之后,在合適時機,與環繞器分離的著陸巡視器將進入火星大氣,著陸到火星表面并釋放火星車,開展巡視探測。與此同時,環繞器繼續在軌道上進行科學探測,并為火星車提供對地面的數據中繼服務。

中國的火星探測任務形式在國外是沒有過的。美國的探測環繞就是環繞,巡視就是巡視。從來還沒有哪個國家一次任務就同時實現環繞和著陸巡視。

國外在火星著陸任務之前都有環繞衛星在火星附近,可以為著陸過程以及著陸后的數據通信提供及時支持。而中國的火星著陸巡視器是環繞火星不久后,就要與環繞器分離并降落,這對于著陸后的火星車的自主能力提出了更高要求。

這次任務最核心、最難的地方,就是探測器進入火星大氣后氣動外形和降落傘減速的過程,并且只有一次機會,必須成功。由于地球與火星距離遙遠,整個過程無法由地面實時控制,必須依靠探測器自主完成。

自20世紀60年代以來,國際上已實施的42次火星探測任務,成功率僅為52%。火星大氣具有很高的不確定性,有些因素我們還沒有認識透,比如火星大氣的變化規律、風暴時的特性等。如果降落那天真的起了塵暴,就不能降落。

由于沒有那么多的推進劑來抵消那么高的速度,所以登陸火星時,99%以上的減速都是靠火星大氣的作用。然而,火星的大氣和降落傘減速與地球上的相似度不到50%,而且火星的大氣難以在地面模擬。

由于中國火星車將使用太陽能供電,從光照角度考慮,最理想的地方是火星赤道附近,但是火星赤道附近的地形復雜。另外,由于登陸火星99%以上的減速是靠大氣減速,因此著陸點海拔越低減速時間越長,登陸越安全。

綜合考慮地形復雜度、高程、光照條件、溫度等因素,火星比較適合的著陸點在北緯5度至30度的區域。

我國火星探測任務有五大科學目標：火星形貌與地質構造特征、表面特征與水冰的分布、火星表面物質組成、火星大氣的電離層以及火星表面氣候環境的特征、火星的物理場與內部結構。（中國科學院）

以上數據由本單位提供