火星探測 —— 我國持續(xù)前進(jìn)中

火星作為太陽系里與地球最為相似且距離較近的行星，從古至今，人們都對這顆星球有著無限遐想。人類對火星的探索始于60多年前，迄今為止全世界開展了47次火星探測任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了對火星的飛掠、環(huán)繞、著陸和巡視探測。而難度更高的火星取樣返回仍面臨諸多挑戰(zhàn)、有待突破。

火星的“生命跡象”

1990年至今，迅猛發(fā)展的科學(xué)技術(shù)催生了火星探測的熱潮。先后有多個(gè)國家加入探測行列，但火星探測并非易事，能夠著陸火星并成功開展探測任務(wù)的國家僅為個(gè)位數(shù)?；鹦翘綔y活動(dòng)的主要目標(biāo)是尋找火星上水存在的證據(jù)和生命跡象。2023年，科學(xué)家根據(jù)“好奇號”在探測蓋爾隕石坑時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隕石坑中縱橫交錯(cuò)的裂縫中，可能充滿了富含水的蛋白石，這可能是人類未來探索火星的重要線索。研究還發(fā)現(xiàn)，巨大的火星地下裂縫網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的水和輻射屏蔽條件，可能比火星地表更適合居住。除此之外，地球上有不少和火星地貌相像的地區(qū)，如我國青海西北角、柴達(dá)木盆地腹地。約旦西南部的名為“月谷”的酒紅色山谷等。這些地區(qū)由于獨(dú)特的地理?xiàng)l件，被建設(shè)成為火星相關(guān)的研學(xué)營地或電影拍攝地。一些地區(qū)不僅僅是外觀與火星相似，它們荒漠化的地貌特征，分布的河流、湖泊干涸的沉積物等，有助于開展火星和地球的環(huán)境對比研究，根據(jù)對地球環(huán)境演變的認(rèn)識反推對火星的了解。

“祝融號”拍攝巡視區(qū)影像，展示了巡視區(qū)域一處沙丘地貌的局部特征

天問一號交作業(yè)

對于火星生命跡象的探索，我國也一直在努力前進(jìn)中。我國的天問一號探測器于2020年7月23日成功發(fā)射，經(jīng)過202天4.75億千米的深空飛行，于2021年2月10日與火星交會(huì)，成功實(shí)施捕獲制動(dòng)進(jìn)入環(huán)繞火星軌道。對預(yù)選著陸區(qū)進(jìn)行了3個(gè)月的詳查后，天問一號探測器于2021年5月15日成功著陸火星。5月22日，“祝融號”火星車成功駛上火星表面，開始巡視探測。

截至2021年8月15日，“祝融號”火星車順利完成90個(gè)火星日的既定科學(xué)探測任務(wù)，累計(jì)行駛889米，所有科學(xué)載荷開機(jī)探測，共獲取約10GB原始數(shù)據(jù)，圓滿完成既定巡視探測任務(wù)。天問一號任務(wù)經(jīng)過近兩年的飛行和探測，正常飛行706天，環(huán)繞火星1344圈，火星車和環(huán)繞器配置的13臺(tái)科學(xué)載荷共獲得約1040GB原始科學(xué)數(shù)據(jù)。

我國首次火星探測任務(wù)取得圓滿成功

在我國航天發(fā)展史上，天問一號任務(wù)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)首次。首次實(shí)現(xiàn)地火轉(zhuǎn)移軌道探測器發(fā)射；首次實(shí)現(xiàn)4億公里距離的測控通信；首次獲取第一手的火星科學(xué)數(shù)據(jù)。我國科學(xué)家也在仔細(xì)研究天問一號的探測數(shù)據(jù)，期待會(huì)有更多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?！疤交稹笨傇O(shè)計(jì)師張榮橋教授也表示：天問一號的全球探測，使我們更全面認(rèn)知火星。

天問三號接力采樣

為了在行星探測領(lǐng)域有更多突破，獲得更多的科學(xué)成果。中國的天問三號任務(wù)計(jì)劃在2028年前后實(shí)施兩次發(fā)射任務(wù)，實(shí)現(xiàn)火星樣品返回地球。這是一項(xiàng)極具技術(shù)挑戰(zhàn)性、探索性的空間探索任務(wù)，人類至今尚未實(shí)現(xiàn)過。

這項(xiàng)發(fā)射任務(wù)計(jì)劃在海南文昌用40天左右的時(shí)間，使用兩枚長征五號運(yùn)載火箭，分兩次發(fā)射天問三號的軌道器、返回器組合體和著陸器、上升器組合體。

然而，從火星取樣返回的難點(diǎn)不僅是發(fā)射，整個(gè)任務(wù)過程非常復(fù)雜，需要突破火星表面采樣、起飛上升、環(huán)繞火星交匯、行星保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)，為未來火星持續(xù)探測和應(yīng)用打下前期的技術(shù)儲(chǔ)備。劉繼忠介紹，天問三號作為我國第二次火星探測任務(wù)，確立生命痕跡探尋為第一科學(xué)目標(biāo)，火星上是否存在或曾經(jīng)存在過生命是國際重大科學(xué)熱點(diǎn)問題，其他的科學(xué)目標(biāo)還包括對火星氣候及其演變、火星地質(zhì)及內(nèi)部的研究。

天問三號任務(wù)過程示意圖

除了天問三號任務(wù)，我國還計(jì)劃在2025年前后發(fā)射天問二號，開展小行星探測任務(wù)；2030年前后發(fā)射天問四號，開展木星系探測任務(wù)。從載人航天飛出地球到奔月探火走向深空，廣大航天人不斷創(chuàng)造新的歷史，也推動(dòng)航天成果為更加美好的未來貢獻(xiàn)力量。中國人探索太空的腳步正邁得更大、更遠(yuǎn)。

部分信息來源于中安在線、新華網(wǎng)、央視網(wǎng)、科普中國網(wǎng)等

（科學(xué)性審核：劉勇，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員）

責(zé)任編輯：王磊