“探火”的朋友圈在擴大

邱晨輝

幾乎是前后腳，7月20日凌晨，阿聯(lián)酋“希望號”火星探測器成功發(fā)射，3天后，來自中國的“天問一號”火星探測器在海南島東北海岸成功飛天。而幾天后，美國“毅力號”探測器也將奔向火星。

這個夏天，探測器“扎堆兒”奔向火星已成定局。盡管此前的火星窗口期，基本都有人類的探測器飛向火星，但3個國家不約而同地選在今年7月下旬到8月上旬這個窗口同期“奔火”，仍引發(fā)諸多關(guān)注。今年火星為啥這么“火”，各國的火星探測又分別有什么特色？

中國國家航天局探月與航天工程中心深空探測總體部部長耿言說，由于2020年正值地球發(fā)射火星探測器的窗口期，美國、中國、阿聯(lián)酋3個國家將在火星地表采樣、區(qū)域巡視性探測、熱大氣層測量等方面執(zhí)行探測任務(wù)，從而為生命起源及演變、探索人類新家園等方面的研究提供重要支撐。

早在2012年8月6日，“好奇號”火星車成功降落火星不久，美國國家航空航天局新一代火星車項目就正式立項，這就是“火星2020”——美國“毅力號”火星車探測任務(wù)。

據(jù)中國航天科技集團八院火星探測器研制專家介紹，美國計劃于2020年發(fā)射的“毅力號”火星車，是在此前獲得成功的“好奇號”火星車的基礎(chǔ)上改進而來。

相比“好奇號”專注于分析火星土壤和巖石構(gòu)成，“毅力號”專注于尋找生命痕跡。八院專家說，該火星車裝備了最新的機械臂，以及火星環(huán)境動力分析儀、火星次表層雷達成像實驗儀等科學儀器，不僅能提供高分辨率3D火星圖片，還能保存巖石和土壤樣本，并在未來帶回地球。

另外有輿論認為，作為世界火星探測技術(shù)最為先進的國家，美國此次探測任務(wù)也是在為下一步的載人登陸打基礎(chǔ)。比如此次“毅力號”就攜帶了火星氧元素原位資源利用實驗儀，用以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣;美國私人天空探索公司“SpaceX”也計劃向火星發(fā)射“紅龍”火星著陸器，為人類將來移居火星做基礎(chǔ)準備。

八院專家告訴記者，“毅力號”的一大亮點，在于它配備了一架“火星直升機”。這架直升機可以極大地拓展“毅力號”的探測范圍，每天飛行最大距離600米左右。這將是人類歷史上首次將有翼飛行器送入其他星球。要知道人類第一輛火星車“旅居者號”，在幾十天的工作時間內(nèi)才爬行了100米左右，而這架“火星直升機”每天的工作里程是它的數(shù)倍。

至于我國的首次火星探測任務(wù)“天問一號”，耿言說，該任務(wù)探測器由著陸巡視器（進入艙和火星車）和環(huán)繞器組成。此次探測目的是一次實現(xiàn)“繞著巡”三步走，即能夠?qū)φ麄€火星進行全球觀測、成功著陸火星，以及火星車進行巡視勘測。

“這是其他國家第一次實施火星探測任務(wù)從未實現(xiàn)的，面臨著前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)，是一次巨大的技術(shù)跨越。”耿言說。

具體來看，“天問一號”探測器于7月23日在海南文昌成功發(fā)射，經(jīng)過大約7個月的飛行，最終到達火星。探測器到達火星后，著陸巡視器會擇機分離并降落到火星表面開展探測，環(huán)繞器將繞著火星轉(zhuǎn)圈，給火星拍照，獲得地形地貌、土壤成分和地下水冰等特性。

耿言說，作為我國首次自主火星探測的重頭戲，此次火星環(huán)繞器不僅要攻克火星制動捕獲、長期自主管理等關(guān)鍵技術(shù)難點，更要實現(xiàn)地火間的超遠距離測控通信，“這些難度都很大！”

據(jù)他介紹，我國火星環(huán)繞器將攜帶7臺科學儀器，分別是用于獲取火星全球遙感影像圖的中分辨率相機，用于對著陸區(qū)和高科學價值區(qū)域成像的高分辨率相機，用于開展火星表面次表層結(jié)構(gòu)、極地區(qū)冰層探測的次表層雷達，用于探測火星表面的礦物種類、含量和空間分布情況的礦物光譜分析儀，用于探測火星空間磁場環(huán)境的磁強計，用于對太陽風以及火星空間離子和中性粒子的能量、通量和成分進行測量的離子與中性粒子分析儀，以及用于獲取火星空間環(huán)境中能量粒子的能譜通量和元素成分數(shù)據(jù)的能量粒子分析儀。

“我們的科學目標是實現(xiàn)對火星的表面形貌、土壤特性、物質(zhì)成分、水冰、大氣、電離層、磁場等科學探測，從而有利于建立起對火星全面而基礎(chǔ)的認識。”耿言說。

相比中美兩國，此次阿聯(lián)酋計劃發(fā)射的“希望號”火星探測器并沒有“落火”計劃，探測器采用環(huán)繞探測火星的方式研究火星大氣和環(huán)境。

據(jù)中國航天科技集團八院火星探測器研制專家介紹，“希望號”借助裝載的儀器，將研究火星低層和上層大氣的相互作用關(guān)系，并搜尋今天的火星天氣和遠古的火星氣候之間的聯(lián)系。

日本公司發(fā)射阿聯(lián)酋“希望”號火星探測器。

值得一提的是，阿聯(lián)酋在深空探測上擁有較為遠大的“志向”——在去年阿聯(lián)酋成功將首位宇航員送入太空后，該國還計劃投資1.36億美元在地球上建設(shè)一座復制火星環(huán)境的“火星城”，為研究火星生活提供支撐。另外“火星城”也是阿聯(lián)酋“2117火星戰(zhàn)略”的一部分，該國希望在2117年前在火星上建立人類定居點。

不過眼下的“希望號”火星任務(wù)，還是由阿聯(lián)酋航天局聯(lián)合美國國家航空航天局和日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)等全球航天機構(gòu)合作部署，其任務(wù)也比較專一，瞄準火星大氣研究。

八院火星探測器研制專家告訴記者，“希望號”將環(huán)繞火星進行4年勘測任務(wù)，全面探測火星大氣、研究火星氣候及低空天氣變化、開展沙塵暴預報、繪制火星詳細地貌和大氣變化情況，有望成為“第一顆真正的火星氣象衛(wèi)星”。

據(jù)耿言分析，除中、美、阿3個國家，歐盟、俄羅斯、印度等雖然于今年并未明確火星探測計劃，但也已擁有一定的技術(shù)基礎(chǔ)或項目支持。總體來看，隨著2020年三大“探火”項目的相繼開展，針對以火星為代表的深空探測項目，相關(guān)國家會持續(xù)加大投入力度，從而在這一涉及“地外資源”的未知領(lǐng)域中占據(jù)優(yōu)勢。

耿言告訴記者，拋開2020年確定實施的火星探測計劃，由于歐盟、俄羅斯、印度等地區(qū)或國家也具備探測火星技術(shù)能力，且有的項目已在準備中，所以未來一段時間，或有更多的國家加入到“探火”的“朋友圈”中來。

◎ 來源|中國青年報（有刪減）