有沒有水?
2015年9月,美國科學家通過火星軌道探測器獲取了火星表面有液體流動的影像證據。
我國科學家在分析祝融號的探測數據時,也有了相關的重大發現:祝融號在著陸區附近探測時所走過的巖土,與火星表面常見的火山巖之間存在明顯差別,其層理結構不像是由多年風沙沉積所形成的,反而具備了許多水流沖刷地貌的特點。科學家推斷,這些巖石可能形成于北部烏托邦平原古海洋的海退過程,這一推論很好地支持了火星北部曾經存在過古海洋的假說。
除此之外,由于地面像一層硬殼,祝融號在火星行走的初期,出現過車輪打滑的情況。對獲取的數據進行光譜分析后,人們推測這與地面的巖石結構有關,火星地表巖石可能含有水合二氧化硅或含水硫酸鹽,這些物質都需要大量的液態水才能形成。
隨著探測的不斷深入,祝融號發現周圍的沙墻上也存在著各式各樣的裂紋,這些裂紋很像液態水蒸發后留下的痕跡,或是大氣中的水汽在霜降與降雪過后,在巖土上留下的痕跡。


綜合分析這些探測數據,科學家推演出了火星沙丘表面特征的演化模型,對數百萬年前火星的氣候條件有了新的推測。
火星上常年風沙肆虐,巖土遍布,形成了許多不同形態的風沙地貌。
在祝融號的著陸區中,有一種典型的風沙地貌——橫向風成脊(在橫風的作用下,經過多年變化形成的,突出地面如同山脊的結構)。它的形成過程與火星上的風力、風向等因素密切相關,是科學家研究火星氣候特征的重要對象,可以幫助人們推測火星的古氣候環境。
科學家通過計算祝融號著陸區橫向風成脊的脊線、順風剖面和風成床的形態特征,驚喜地發現,其與地球上存在的巨型沙波紋DwUlENH0YKWtfmZIe4pecg==形態參數較為相似。更有趣的是,火星上橫向風成脊的兩翼方向指向南方——只有在北風之下才能形成這樣的形態。綜合祝融號測量到的火星風場信息,我們可以推斷,火星上古時期也許時常刮起北風。
除了風向,祝融號還一路測量了風速、溫度、氣壓等信息:白天,它身邊的風速在2米/秒~6米/秒,最大可達10米/秒(根據《風力等級》國家標準,5級風的風速為8米/秒~10.7米/秒)。不過,火星大氣十分稀薄,只有地球的約1%,若將火星的風換算到地球上來,其風力要小上不少。
但火星的溫度并不像風力那樣“和善”。祝融號記錄的溫差接近90攝氏度。想要在這里獲取液態水,還是要經受相當嚴峻的考驗。
隨著火星的季節變化,祝融號周圍的氣象環境也隨之改變。在火星北部,自春季到夏季,地表的溫度和水汽的含量增加,局部氣壓升高,大氣中所包含的塵埃質量增大,這些規律都與地球類似。
作為火星探測任務的另一個重要部分,天問一號的軌道器一刻不停地在火星上空“巡邏”,源源不斷地為科學家提供火星研究數據。
太空環境充斥著大量太陽高能粒子,對宇宙環境和載人航天、深空探測等空間任務都影響巨大,因此,理解太陽高能粒子的加速與傳播機制是相關研究的重要課題之一。

天問一號火星能量粒子分析儀在距離地球附近航天器數千萬公里的地方,觀測到了來自相同源區的太陽高能粒子,該探測成果幫助人類更好地理解太陽高能粒子沿磁力線在行星際空間的傳播情況。
火星日凌是指地球、火星運行至太陽兩側,且三者近乎處于一條直線的自然現象。火星日凌時,相關探測器發射的無線電信號會受到太陽電磁輻射的干擾,出現強度和頻率的變化,而這種變化可以幫助科學家反向推演太陽的活動情況。

天問一號在火星日凌期間,獲取了大量具有關鍵特征的無線電擾動信號,讓科學家更精確地推演了太陽活動時離子運動的情況。
2023年4月,天問一號捕捉的中國首次火星探測火星全球影像圖發布,其空間分辨率達到了76米,為國際領先水平。清楚地展示了火星表面的山川、峽谷等地貌特征,為我國開展后續火星探測與科研任務打下了重要基礎。
除此之外,天問一號多次穿越火星南北極區,獲取了大量火星極區空間環境的重要參數;幫助科學家完成了我國首次火星無線電掩星觀測實驗(地外行星大氣反演探測的重要手段,主要用于地外行星低層大氣探測),為后續開展火星大氣反演科學研究等提供了重要的技術參考。
火星探測成果也反過來促進了科技的發展:火星大氣成分可作為電池反應燃料物質,制備火星電池;火星壤可用來制作纖維材料……
通過天問一號任務,我國與多個國家和國際組織開展了合作與交流,在世界各國科學家的推動下,人類對火星的認識正在不斷加深。
按計劃,我國將在2028年發射天問三號,完成采集火星表面巖土樣品并返回地球的任務,這是一個前所未有的偉大目標。火星的起源是什么?經歷了哪些地質演化?以及最重要的問題——是否有生命存在過?相信到那時,我們將對這些問題展開更加深入的研究。
(責任編輯 / 牛一名 美術編輯 / 周游)