中國科學(xué)院院士、中國探月工程首任首席科學(xué)家歐陽自遠日前透露中國火星探測計劃的最新進展。他向內(nèi)地媒體表示,中國將于2020年通過火星衛(wèi)星、火星著陸器及已經(jīng)完成制作的火星車,天地聯(lián)合探測火星,并將于2021年抵達。歐陽自遠認為,火星探測的首要科學(xué)問題是在探測火星上的生命活動信息,期待在此領(lǐng)域有所突破;其次是火星磁層、電離層與大氣層的探測與環(huán)境科學(xué)等本體科學(xué)研究;其三是探討火星的長期改造與今后建立人類第二個棲息地的前景。\大公報記者 劉凝哲北京報道
此前多個消息顯示,中國預(yù)計在2020年實施探測,并在2021年抵達火星。歐陽自遠再度確認了中國火星探測實施的時間點。
發(fā)射“窗口”每26月一遇
21世紀經(jīng)濟報道引述歐陽自遠稱,火星探測不是想什么時候發(fā)射就發(fā)射,每隔26個月才有一次機會。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,根本到不了火星。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,至少要飛將近七個月左右。
記者此前了解到,中國火星探測計劃在2016年初正式立項,將一步實現(xiàn)對火星的“繞飛、著陸、巡回”探測,這也是世界首次進行類似探測。歐陽自遠則透露,此次中國探測火星,由著陸巡視器、環(huán)繞器、火星車這三件東西實現(xiàn)天地聯(lián)合探測火星,而且“火星車已經(jīng)做好了”。
探測器靠近赤道著陸
中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師張榮橋此前曾介紹探測的具體細節(jié),中國火星探測器在升空后,將進行長達約7個月的巡航飛行到達火星,隨后被火星引力捕獲,成為環(huán)繞火星飛行的探測器。經(jīng)過繞飛一段時間后,著陸巡視器與環(huán)繞器分離,經(jīng)過氣動外形減速、降落傘減速、反推發(fā)動機減速,展開著陸腿,緩沖著陸到火星表面。隨后,著陸器將釋放出火星車,開展巡視探測。環(huán)繞器在火星軌道上飛行,進行科學(xué)探測,并為火星車提供對地數(shù)據(jù)中繼服務(wù)。
專家介紹,火星環(huán)繞探測器可以工作一個火星年也就是兩年時間,火星車則可以工作三個火星月,大約92天。目前,中國火星探測器的著陸地點,大致在火星北緯低緯度地區(qū),也就是靠近赤道附近。
對于歐陽自遠等科學(xué)家而言,火星探測的首要科學(xué)問題是期望在探測火星生命活動信息上有所突破。這包括現(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,生命起源和地外生命探索。
其二是為火星本體科學(xué)積累資料。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(行星內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生、維持和變化的磁場)探測;火星與比較行星學(xué),火星的起源與演化,太陽系起源與演化。
其三是,探討火星的長期改造與今后建立人類第二個棲息地的前景。其總目標是為人類社會的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
“探火”迎高峰 全球四任務(wù)待發(fā)
歐陽自遠介紹,中國明年將要探測火星,人類探測火星已有45次,但成功的只有18次,成功率只有40%?;鹦翘綔y的難度可見一斑。受天體運行規(guī)律的約束,每26個月才有一次火星探測的有利發(fā)射時機,因而從現(xiàn)在到2020年前后僅有1次發(fā)射機會,全球?qū)⒂?個火星探測任務(wù)實施,迎來火星探測高峰。
中國火星探測器總設(shè)計師孫澤洲此前在接受大公報采訪時表示,火星距離地球最近也有5500萬公里,是地球和月亮間距離的140多倍。這樣遠的距離,對于探測器奔向火星時的準確入軌問題,以及對探測器的控制和測控,都是難點。同樣強度的信號,從火星發(fā)射到地球接收,比從月球發(fā)過來接收要弱一百萬倍。
更致命的問題是信號延遲。如果從地球發(fā)出指令,讓火星上的探測器做一個動作,指令將在23分鐘后才能到達,而探測器的執(zhí)行反饋給地球又需要23分鐘。相當于在40多分鐘后,火星上的探測器才能接收到地球上的指令。
此外,除了火星探測工程技術(shù)上的難度,火星還有著地球人無法想像的環(huán)境。無論是火星上微薄的大氣,還是不時侵襲的沙塵暴,火星上極為多樣的氣候、環(huán)境都將給探測帶來未知挑戰(zhàn)。
“火星能被改造為生機盎然小地球”
火星,一直是人類深空探測的熱點。歐陽自遠說,科學(xué)家擔心人類未來的命運,因為地球受到太多的自然威脅,再加上人類自身的一些行為,未來很可能把地球破壞得不能夠宜居了。所以,人類一定要在太陽系里面找一個對象,探討能否把它變成第二個地球,讓人類能夠大量的遷居到上面去。目前看,唯一可能的一個天體就是火星。
歐陽自遠介紹,火星表面有很多古河床,證明火星以前是有河流的?;鹦堑谋辈渴且粋€大海洋。然而,現(xiàn)在火星表面一滴水都沒有,火星表面的鹽湖干涸以后只剩下鹽。中國要探明整個火星地下水的分布。
雖然目前人類還沒有找到火星上有任何生命存在的證據(jù)。但在科學(xué)界,很多科學(xué)家對火星最大的理想是改造火星,對人類而言,要好好保留自己的物種。
科學(xué)的任務(wù)是為人類命運共同體的未來創(chuàng)造更多可能。歐陽自遠表示,相信通過人類的智慧和長期努力,火星完全能夠被改造為生機盎然的“小地球”,再現(xiàn)“青山綠水”,成為人類的“第二家園”,使地球─火星成為人類社會持續(xù)發(fā)展的“姐妹共同體”。