人類(lèi)探索火星一共需要幾步？ | 趙宇鴳

火星上沒(méi)有火，為何被稱(chēng)為“火星”？

因?yàn)樗旧砜雌饋?lái)是紅色的且會(huì)閃爍，我們?cè)瓉?lái)最早把它叫為螢惑（星）?；鹦鞘侵袊?guó)人給它取的名字，歐洲人則把它稱(chēng)為戰(zhàn)神星。

在原來(lái)的古希臘神話(huà)，包括古羅馬神話(huà)里面，也是把它認(rèn)為和戰(zhàn)爭(zhēng)有關(guān)系，火星的英文名是Mars瑪爾斯，這是羅馬神話(huà)中戰(zhàn)神的名字，在希臘神話(huà)中則被叫作Ares阿瑞斯。

▲人類(lèi)對(duì)火星的推測(cè)

很多人誤以為它的脾氣很火暴，但它實(shí)際可能是個(gè)“溫柔”的星球。火星的溫度其實(shí)要比我們地球的低得多，它的最低溫度可以達(dá)到零下140攝氏度，平均零下63攝氏度，可能在有些地方會(huì)達(dá)到零上一點(diǎn)點(diǎn)，但是大部分的時(shí)間都是非常低溫的。

為探測(cè)火星，人類(lèi)究竟有多拼？

我們希望說(shuō)火星飛行器前往火星的時(shí)候，地球離火星的距離是最短的，大概每26個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)一次，這樣比較省燃料，因?yàn)槲覀冿w到火星大概要八個(gè)月，如果我們用其它的周期去發(fā)射的話(huà)，可能我們要的燃料又會(huì)更多。

▲火星探測(cè)任務(wù)（數(shù)據(jù)截至2019年底）

其實(shí)從1960年左右開(kāi)始，過(guò)去大概60年的探測(cè)時(shí)間里，人類(lèi)不斷地向火星發(fā)射探測(cè)器，但有些探測(cè)器是直接往火星去的，有些可能去了金星，再去火星，每個(gè)探測(cè)器都有不同的任務(wù)。

我們把1997年作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，在那之前大概有20多次探測(cè)，只有約三分之一是成功的，但在1997年之后，特別是美國(guó)，它的整個(gè)探測(cè)技術(shù)非常成熟了以后，成功率大大地提高。

“天問(wèn)一號(hào)”是如何實(shí)現(xiàn)火星探測(cè)的？

“天問(wèn)一號(hào)”的探測(cè)可以被分為兩個(gè)部分，一個(gè)是它的軌道器，一個(gè)是著陸器/火星車(chē)。

其中火星軌道器能對(duì)火星全球開(kāi)展探測(cè)，具體來(lái)說(shuō)是可以停留在近火星軌道進(jìn)行環(huán)繞飛行，并持續(xù)進(jìn)行火星表面的遙感探測(cè)和空間環(huán)境探測(cè)。這樣的話(huà)我們就能夠?qū)鹦堑牡乇沓煞帧⒋艌?chǎng)空間的環(huán)境、近地表、地表下面的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行許多探測(cè)，以獲得很多新的數(shù)據(jù)。

▲中國(guó)天問(wèn)一號(hào)火星車(chē)探尋火星北半球的秘密

另外一方面就是著陸器/火星車(chē)，天問(wèn)一號(hào)“著陸器”準(zhǔn)確地講是一個(gè)著陸平臺(tái)，是為了幫助祝融號(hào)火星車(chē)安全降落。通常著陸探測(cè)器可以在著陸點(diǎn)位置的周邊開(kāi)展地面探測(cè)，但是著陸器本身無(wú)法移動(dòng)。而火星車(chē)更進(jìn)一步，可以在火星表面移動(dòng)巡視并且對(duì)沿途的地質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行分析。這里要特別說(shuō)明的是，天問(wèn)一號(hào)的著陸器沒(méi)有攜帶科學(xué)載荷，所有的科學(xué)探測(cè)都依靠祝融號(hào)火星車(chē)。

現(xiàn)在這個(gè)火星車(chē)要去的地方是我們之前研究程度很低的地方——即在火星的北半球，從遙感軌道器上是很難把它看得特別清楚的，因?yàn)樗乇碛泻芏鄩m埃，從光譜學(xué)上來(lái)說(shuō)很困難。

▲北面藍(lán)色區(qū)域是低地，中國(guó)天問(wèn)一號(hào)著陸點(diǎn)為2號(hào)烏托邦平原

我們中國(guó)火星車(chē)要去探測(cè)它的成分，去看看火星地下有沒(méi)有埋藏水冰、這個(gè)地方的磁場(chǎng)是怎么樣的，因?yàn)?strong>天問(wèn)一號(hào)是中國(guó)第一次自主走向深空的一個(gè)任務(wù)，所以包括從它發(fā)射到它現(xiàn)在在軌的軌道修正，再到它的著陸技術(shù)，這些都是中國(guó)首次去摸索的。

▲火星地表下確有水冰

“天問(wèn)一號(hào)”火星車(chē)在國(guó)際上的實(shí)力如何？

▲過(guò)去和即將登陸的火星探測(cè)器著陸點(diǎn)

2011年11月8日，中國(guó)第一顆火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”搭載俄羅斯的“福布斯-土壤”探測(cè)器，向火星出發(fā)。任務(wù)過(guò)程中，“福布斯-土壤”探測(cè)器未能按計(jì)劃進(jìn)行變軌，任務(wù)以失敗告終。

火星探測(cè)的方式隨著技術(shù)的進(jìn)步是逐漸發(fā)展的，最初只能飛越探測(cè)（也叫飛掠探測(cè)）。**飛越探測(cè)沒(méi)法進(jìn)入環(huán)火軌道，僅僅是從火星臨近的空間飛過(guò)，主要可以獲取火星圖片和探測(cè)大氣參數(shù)等等。**早前美國(guó)的探測(cè)器要么就是環(huán)繞，要么就是飛越探測(cè)，要么就是從環(huán)繞器上放一個(gè)著陸器去。

一般來(lái)說(shuō)，每次任務(wù)都有一個(gè)主導(dǎo)的探測(cè)方式，比如有些任務(wù)就是環(huán)繞探測(cè)，有些任務(wù)就是著陸或者巡視探測(cè)，但在天問(wèn)一號(hào)任務(wù)之前，還沒(méi)有任何任務(wù)一次既做到環(huán)繞又做到地面巡視。

天問(wèn)一號(hào)是中國(guó)第一次自主開(kāi)展對(duì)整個(gè)火星的探測(cè)任務(wù)，這個(gè)探測(cè)器很特別，它首次一步實(shí)現(xiàn)了“繞”“落”和“巡”，這意味著探測(cè)器不但要降落，還要讓火星車(chē)在地表進(jìn)行巡視，這是很困難的，可以說(shuō)天問(wèn)一號(hào)實(shí)現(xiàn)了行星探測(cè)的壯舉。

畢竟火星著陸本身是非常困難的，像歐盟到現(xiàn)在都還沒(méi)有一次成功過(guò)。

未來(lái)“天問(wèn)”系列還有哪些行星探測(cè)計(jì)劃？

天問(wèn)一號(hào)是整個(gè)中國(guó)行星探測(cè)的首例，因?yàn)橹暗摹版隙鹣盗小敝饕菄@月球展開(kāi)探測(cè)，現(xiàn)在我們推出了天問(wèn)系列。

▲行星、衛(wèi)星和行星系統(tǒng)的起源和演化

天問(wèn)系列除了要探測(cè)火星，還有其他行星的探測(cè)計(jì)劃，比如天問(wèn)二號(hào)在2024年左右計(jì)劃會(huì)去探測(cè)小行星。

包括對(duì)木星系的探測(cè)，飛行器會(huì)飛非常久的時(shí)間，它要飛過(guò)小行星帶，然后到達(dá)木星，對(duì)木星系和它的一個(gè)衛(wèi)星開(kāi)展比較近距離的探測(cè)。

之后的2028年，我們還計(jì)劃要開(kāi)展火星采樣返回任務(wù)，把火星的樣品采回地球，所以這也是非常令人期待的事情。

人類(lèi)能否找到“下一個(gè)地球”并實(shí)現(xiàn)移居呢？

這取決于我們到底能不能很快地到達(dá)，比如說(shuō)現(xiàn)在我們前往火星，要是能像坐高鐵、坐航天飛機(jī)那樣輕松、快速地抵達(dá)或許是可以的。但如果一趟旅程長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到8個(gè)月，你要睡在那里，可能整個(gè)體驗(yàn)感也不是特別的好。

另外一個(gè)問(wèn)題是我們到底能不能找到它，我個(gè)人覺(jué)得應(yīng)該還是會(huì)有和我們地球很像的星球的。

現(xiàn)在人類(lèi)在太陽(yáng)系的探測(cè)也是希望找一些可能和地球環(huán)境很像的或者曾經(jīng)過(guò)去很像的星球。目前我們認(rèn)為火星就是其中一個(gè)，其實(shí)金星也和地球很像。

▲科考發(fā)現(xiàn)火星曾擁有液體水、生命必需的物質(zhì)和能量

這些星球可能在早期的時(shí)候和地球是很像，只是它走到不同的路徑去了，我們想知道為什么它會(huì)走到那條路去，這也是現(xiàn)在行星科學(xué)科學(xué)家很感興趣的事情。

（本文編自趙宇鴳幕后采訪(fǎng)視頻內(nèi)容）