2020年火星探測計劃：錯過一次，再等兩年

文澤波

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

探測任務(wù)之一：火星是否存在生命

事實上，在中國的月球探測工程不斷取得突破以后，火星的探測便自然而然地成為了探測目標(biāo)。歐陽自遠(yuǎn)表示，此次計劃中，火星探測的科學(xué)問題主要有三個方面：一是是探測火星上的生命活動信息，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)稟磁場探測等；三是探討火星的長期改造與今后大量移民建立人類第二個棲息地的前景，為人類社會的持續(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。歐陽自遠(yuǎn)表示：以往的觀測和理論研究表明，太陽風(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，美國宇航局的“洞察號”火星探測器成功登陸火星。今年4月25日，洞察號地震監(jiān)首次監(jiān)測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個月有一次最佳時機(jī)

火星的一個運行周期為26個月，因此每26個月會有一個最佳的時間窗口，在這個時間窗口的節(jié)點上，火星是距離地球最近的。根據(jù)科學(xué)測算，2020年會有一個時間窗口，中國想抓住這次機(jī)會。地球繞著太陽轉(zhuǎn)一圈是365天，而火星繞著太陽轉(zhuǎn)一圈大概是687天。有時候地球在太陽的這邊，火星在太陽的那邊，你根本到不了火星。所以一定要趕上某一個關(guān)鍵的時候，也就是地球跟火星存在一定夾角的時候，在地球上發(fā)射探測器才可以，而飛到火星軌道上，至少要飛將近7個月左右。也正是這樣的原因，火星探測是一項高風(fēng)險的科學(xué)探索行動，截止目前人類探測火星已有45次，但成功的只有18次，成功率只有40%。

探測任務(wù)艱巨

前蘇聯(lián)火星探測器2MV-3 No. 1于1962年11月4日發(fā)射，由于發(fā)射該探測器的火箭出現(xiàn)問題，該探測器在發(fā)射后從未脫離近地軌道，登陸失?。磺疤K聯(lián)在1971年5月發(fā)射了“火星2號”（Mars 2）和“火星3號”（Mars 3）兩個火星探測器，其中火星2號以大約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”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”穿過火星大氣層時只通信系統(tǒng)出錯，維持了224秒后失去聯(lián)系；“火星7”號從距離火星1300公里處掠過，因為著陸器時間錯誤，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劃。

美國宇航局的“火星極地著陸者號”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)為著陸時便已損毀。10年后，NASA的“鳳凰號火星登錄器”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。

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