列星安陳：中國的“天問”（上）

鄭永春

光陰荏苒，2020年夏季，又一個發射火星探測器的時間窗口到來了（這樣的時機每26個月1次），美國的“毅力號”火星車和阿聯酋的“希望號”火星探測器都在這個夏天升空，其中，“希望號”的發射任務由日本承擔。而就在火星探索的“新手”阿聯酋和“老手”美國之間，隨著海南文昌發射場的一陣轟鳴，中國以一項極具特色的火星任務，吸引了全球航天界和行星科學界的關注，那就是集“繞、落、巡”3項使命于一身的“天問一號”任務。

“日月安屬？列星安陳？”中國古代偉大的愛國詩人屈原在《天問》中的震撼之語，始終激蕩著無數中國人的心靈。中國航天界，以及千千萬萬的太空愛好者，多年來一直抱持著走向太陽系深空進行科學考察的雄渾夢想。自從1960年世界首個火星探測器發射以來，火星探測已經有60年的歷史，這些探測成果給中國提供了真實可靠的經驗。而中國探月工程在過去10多年內連戰連捷，更是給火星探測器的研制凝聚了人才，積累了經驗，樹立了信心。

火星探測的三國演義

《三國演義》在中國膾炙人口，婦孺皆知。當時，魏、蜀、吳3個國家長年征戰，合久必分，分久必合。2020年7月，是每逢26個月開啟1次的火星探測器發射窗口，中國、美國、阿聯酋上演了一出火星探測的三國演義。

2020年7月20日05：58，阿聯酋的“希望號”火星探測器在日本發射升空，計劃2021年阿聯酋成立50周年時進入火星軌道。該探測器原定于7月15日發射，因為天氣不佳推遲。

希望號重1.5噸，是阿聯酋乃至阿拉伯世界的第1個火星探測器，代表了阿拉伯世界探測深空的雄心。但阿聯酋在火星探測方面缺少基礎，美國科研機構承擔了全部3個載荷的研制和探測器的總裝，發射則由日本的H-2A火箭承擔。阿聯酋的科學家和工程師團隊深度參與了研制工作，他們認為自己很好地擔當了學徒的角色。

北京時間7月30日19：50，美國國家航空航天局（NASA）當下最先進的火星車“毅力號”從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地41號發射臺發射升空。

毅力號火星車將于2021年2月登陸在Jezero環形山內一片由河流沖擊形成的三角洲平原上，目的是尋找形成于35億年前的古代微生物生命跡象。有了2013年登陸火星的好奇號火星車奠定的良好基礎，毅力號將開展更大膽的探索，火星車上的核電源可以持續使用14年，僅相機就有23臺，還首次搭載了1架無人機，將在火星稀薄的大氣層中起飛，有望大大提升火星車的作業效率。毅力號將收集和存儲可能包含外星生命最初證據的地質樣品，計劃在下一次火星任務中將它們帶回地球。美國此前已經實施過20次火星探測任務，具有豐富的經驗積累，完成了迄今為止所有的火星表面登陸任務。

2020年7月23日12：41，中國在海南文昌發射場用長征五號火箭成功發射了“天問一號”火星探測器，目前脫離地球引力，完成了第1次中途變軌。

令人欣慰的是，中國長征系列運載火箭在保持極高成功率的同時，運載能力的提高有目共睹。長征五號火箭在砥礪之后逐漸成熟，為嫦娥五號月球采樣返回、火星探測、發射飛往太陽系其他行星的探測器提供了運力保障。天問一號這顆在中國深空探測史上注定要占據顯要位置的探測器（確切說是三件套的探測器），信心滿滿而又嚴謹細致地踏上了它的征途。在本次火星探測器發射窗口發射的3個火星任務均已成功實施，在新冠疫情仍在肆虐的當下，尤為可貴。

氣吞山河的名字

2011年，搭載在俄羅斯“火衛一-土壤”探測器上的“螢火一號”，因俄方火箭故障而遺憾謝幕，讓中國人更加堅定了獨立自主研制火星探測器的想法。其實，早在2007年，中國第一個月球探測器嫦娥一號發射成功之前，中國科學家和航天工程師就開始了自主火星探測任務的論證。當時的背景是，在嫦娥一號任務取得成功之后，嫦娥一號的備份星該飛向哪里？其中有兩種不同的意見，一種認為，既然嫦娥一號已經完成了對全月球的遙感探測，備份星就不應該繼續探測月球，而應該進行適當改造后，去探測其他天體，首選目標就是火星。另一種意見認為，備份星是為月球探測準備的，當然應該繼續探測月球，為后續探月任務服務。

兩種意見爭論的結果當然已經明了，嫦娥一號的備份星，也就是后來的嫦娥二號，為它確立的探測目標仍然是月球，但飛行的軌道高度更低，獲得的遙感圖像分辨率高達7米。嫦娥二號任務為嫦娥三號登陸月球選定了著陸區，試驗了著陸相關技術，飛抵地月引力平衡點，實現了近距離飛越4179號小行星。作為一顆備份星，嫦娥二號的成就可以說是相當出色的，但火星探測也因此而暫時擱置。

一個國家的航天能力譜系中如果只限于地球附近，而不包含深空探測，那么，這個國家就算不上真正意義上的航天強國。火星作為太陽系內環境與地球最為相似的行星，自然也是深空探測的焦點，是牽引航天技術跨越式發展的前沿領域。

2016年4月24日，在我國第1個“中國航天日”新聞發布會上，國家航天局宣布了兩條重要信息，一是我國火星探測任務已經批準立項，二是嫦娥四號將實現航天器第一次在月球背面著陸。

從2016年開始，火星探測器的研制緊鑼密鼓地展開。而經過曠日持久的公開征集和討論，“天問”這個氣吞山河的名字終于在2020年4月脫穎而出。如果你覺得“天問”二字并沒有突出這次的探測對象——火星的具體特點，那就是你還不夠了解它背后更加值得期待的藍圖：“天問”之名不只是用來命名火星探測器的，而是中國今后對太陽系各個行星進行探測的系列任務的總稱。

楚騷古韻遐想列星安陳，華夏新聲親察七曜何貌。天問一號火星探測任務，是中國行星探測（PEC）這部史詩的亮麗開篇，是朝著建立中國深空探測工程技術體系發出的“第一問”。相比10年前的螢火一號，天問一號無論是在技術能力上，還是建立在經驗積累基礎上的信心，以及對長遠戰略的規劃上，都完成了全面的升級。面對這個“大考”一般的問題，中國人選擇了一個特別具有挑戰性的作答方式。