我們的征途是星辰大海

康犖

2020年7月23日12時(shí)41分，中國(guó)在海南島東北海岸中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功發(fā)射首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器，火箭成功將探測(cè)器送入預(yù)定軌道，開啟火星探測(cè)之旅，邁出了我國(guó)自主行星探測(cè)第一步。

“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器將在地火轉(zhuǎn)移軌道飛行約7個(gè)月后，到達(dá)火星附近，通過(guò)“剎車”完成火星捕獲，進(jìn)入環(huán)火軌道，并擇機(jī)開展著陸、巡視等任務(wù)，進(jìn)行火星科學(xué)探測(cè)。

早在2300多年前，詩(shī)人屈原就用一首長(zhǎng)詩(shī)《天問(wèn)》，發(fā)出了對(duì)宇宙洪荒、天地自然的疑問(wèn)，“日月安屬？列星安陳？”盡管現(xiàn)代天文學(xué)已經(jīng)可以非常精確地回答這一問(wèn)題——太陽(yáng)系的引力維系著八大行星繞其公轉(zhuǎn)，然而關(guān)于生命、人類、太陽(yáng)系乃至宇宙的起源，還有太多的未解之謎。

7月25日至7月30日，山中天藝術(shù)中心集結(jié)王晉康、劉韡、李淼等知名科幻作家、科學(xué)家、藝術(shù)家、策展人、建筑師、學(xué)者、航天業(yè)者等30位嘉賓，帶來(lái)“預(yù)言——山中天2020科幻論壇”，其中包括5場(chǎng)不同主題的科幻論壇，暢談科技與人類社會(huì)的發(fā)展。針對(duì)當(dāng)下最熱的科技新聞，我們就“天問(wèn)一號(hào)”相關(guān)問(wèn)題專訪到了參加此次論壇的著名物理學(xué)家李淼，他對(duì)于此次中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)有獨(dú)到見解。

一直以來(lái)，作為太陽(yáng)系里與地球最為相似且距離較近的行星，從古至今，火星都是人類渴望了解的“另一個(gè)家園”。在那些科幻作品中，不僅有火星來(lái)客，人類航天員還登陸火星種起了土豆（電影《火星救援》）。一部部壯闊震撼的作品散發(fā)著經(jīng)久不衰的魅力，不光展示著目前相對(duì)成熟或能夠預(yù)見的科學(xué)技術(shù)，還勾勒出人類對(duì)火星的各式幻想，不斷加深人們的好奇和向往。

從20世紀(jì)60年代人類首次開展火星探測(cè)開始，截至今年6月底，人類已進(jìn)行40多次火星探測(cè)活動(dòng)。此時(shí)此刻，“天問(wèn)一號(hào)”正在浩瀚太空中進(jìn)行著孤獨(dú)卻萬(wàn)眾矚目的征程。從地球到火星，是一場(chǎng)多么漫長(zhǎng)的旅行，正是這樣一次次漫長(zhǎng)的對(duì)未知的探索之旅，推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程。我們的征途是星辰大海。誰(shuí)知道，500年后，火星會(huì)不會(huì)成為另一個(gè)地球？

關(guān)于“天問(wèn)一號(hào)”，你應(yīng)該知道的這些

“天問(wèn)一號(hào)”包括什么？

“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)是個(gè)大家族，包括：環(huán)繞器、進(jìn)入艙（著陸架）和火星車三件套。其中環(huán)繞器帶著著陸巡視組合體抵達(dá)火星附近，進(jìn)入艙帶著火星車進(jìn)入大氣層，火星車在火星表面巡視探測(cè)。不過(guò)，環(huán)繞器對(duì)火星車的意義不止于“帶一程”，它還會(huì)持續(xù)為火星車提供通訊中繼。

從地球到火星能否最短最快抵達(dá)？

每26個(gè)月，地球上會(huì)有一小段時(shí)期特別適合發(fā)探測(cè)器去火星，事實(shí)上，人類60年火星探測(cè)史上，絕大多數(shù)探測(cè)器都是在這樣的“火星發(fā)射窗口”出發(fā)的。最近的這個(gè)火星發(fā)射窗口就是今年七八月，不只是我國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”，NASA的毅力號(hào)火星車、阿聯(lián)酋的希望號(hào)都選在這個(gè)窗口發(fā)射。

很多人直覺(jué)上會(huì)以為，這樣的“時(shí)機(jī)”特殊之處在于能讓探測(cè)器最快抵達(dá)火星，或者說(shuō)用最短的時(shí)間、以最近的路程抵達(dá)火星。但恰恰相反，火星探測(cè)器優(yōu)先選擇的是一條更加漫長(zhǎng)和遙遠(yuǎn)的旅途（也就是“地火轉(zhuǎn)移軌道”）。因?yàn)閷?duì)大多數(shù)不載人的探測(cè)器來(lái)說(shuō)，路上多花點(diǎn)時(shí)間根本不是事兒，但燃料卻是“無(wú)價(jià)之寶”，在火箭運(yùn)力一定的情況下，探測(cè)器需要消耗的燃料越少，就越能多帶點(diǎn)其他有用的東西，比如帶更多科學(xué)儀器，進(jìn)而有更多科學(xué)產(chǎn)出。

在火星發(fā)射窗口出發(fā)，從地火轉(zhuǎn)移軌道飛向火星，這是掌握物理規(guī)律的地球人總結(jié)出的盡可能節(jié)省燃料的一條路線，代價(jià)則是需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，飛很長(zhǎng)的路途。

按目前公布的信息來(lái)看，“天問(wèn)一號(hào)”的地火轉(zhuǎn)移之旅需要在路上花費(fèi)約6個(gè)半月，于2021年2月抵達(dá)火星附近。

在哪里著陸？

“天問(wèn)一號(hào)”最初選了2個(gè)備選著陸區(qū)，分別是1區(qū)（克律塞平原）和2區(qū)（烏托邦平原）。根據(jù)“天問(wèn)一號(hào)”項(xiàng)目組最近在《自然一天文》上發(fā)表的任務(wù)介紹，目前進(jìn)一步擬定的著陸區(qū)是2區(qū)（烏托邦平原）——和NASA的洞察號(hào)、毅力號(hào)任務(wù)相對(duì)比較近。不過(guò)，具體的著陸區(qū)還要等到環(huán)繞器實(shí)際打探過(guò)一番才會(huì)最終確定。

“天問(wèn)一號(hào)”要探測(cè)什么？

環(huán)繞器攜帶7種科學(xué)儀器，火星車攜帶6種科學(xué)儀器。注意，這里說(shuō)的都是“科學(xué)”儀器，事實(shí)上探測(cè)器還會(huì)攜帶諸多工程儀器，例如避障相機(jī)、監(jiān)視相機(jī)、慣導(dǎo)裝置等等。火星車計(jì)劃開展約90個(gè)火星日的巡視探測(cè)，而環(huán)繞器則計(jì)劃開展約1個(gè)火星年（約2個(gè)地球年）的環(huán)火星科學(xué)探測(cè)。

7月28日晚，“天問(wèn)一號(hào)”首次傳來(lái)喜訊，一張位于地球120萬(wàn)公里處的地月合影被傳回了地球。此次傳回的地月合影照片，是探測(cè)器利用光學(xué)導(dǎo)航敏感器對(duì)地球、月球成像，進(jìn)而獲取了清晰地月合影。在這幅黑白合影圖像中，地球與月球一大一小，均呈新月狀，在茫茫宇宙中交相輝映。目前，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器已脫離地球引力影響范圍，進(jìn)入行星際轉(zhuǎn)移軌道，飛離地球超過(guò)150萬(wàn)公里。與此同時(shí)，中國(guó)第一輛火星車全球征名活動(dòng)正在火熱展開，成龍、郎朗等名人及眾多網(wǎng)友已經(jīng)提交了大量備選命名，如“焱”“朱雀”“悟空”等。