人類為什么要探測(cè)火星

楊潔

2021年5月15日，天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器成功著陸在火星北半球的烏托邦平原，7天后，祝融號(hào)火星車與天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功分離，踏上火星，開(kāi)啟了火星表面巡視探測(cè)之旅，我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了人類航天器首次在一次任務(wù)中完成火星環(huán)繞、著陸與巡視探測(cè)。中國(guó)航天，厲害！

天問(wèn)一號(hào)任務(wù)是我國(guó)首次進(jìn)行火星探測(cè)，然而人類探測(cè)火星已經(jīng)有將近60年的歷史了。那么，為什么要探測(cè)火星？人類第一次探測(cè)火星是什么時(shí)候？天問(wèn)一號(hào)在火星上有哪些探測(cè)活動(dòng)呢？別急，這就一一告訴你。

火星為什么值得探測(cè)？

火星是一顆漂亮的橙色星球，它距離地球最遠(yuǎn)時(shí)約4億千米，最近時(shí)約5600萬(wàn)千米，是太陽(yáng)系中距離太陽(yáng)第四近的行星，是距離太陽(yáng)第三近的地球的“好鄰居”。這位“好鄰居”之所以吸引著人類的目光，主要是因?yàn)樗幸粋€(gè)其他星球都沒(méi)有的特質(zhì)——最像地球。

有多像呢？火星的自轉(zhuǎn)速度幾乎與地球相同，火星上的一天有24小時(shí)37分鐘。火星的公轉(zhuǎn)周期是687天，火星自轉(zhuǎn)軸的傾斜角度與地球相近，所以火星也像地球一樣擁有四季，只不過(guò)每個(gè)季節(jié)持續(xù)的時(shí)間是地球的兩倍左右。火星的地貌也和地球差不多，有高原、平原和環(huán)形山等。

火星上還有大氣、水、各種礦藏和氧化物。其中最特別的是，火星的大氣層中有臭氧層。臭氧層可以吸收太陽(yáng)光中的紫外線，利于生物在火星表面的生長(zhǎng)發(fā)育。所以，火星有可能支持生命的存在，并且有可能被改造為適宜人類居住的星球。因此，探測(cè)火星對(duì)拓展人類的生存空間、探索生命起源、研究太陽(yáng)系內(nèi)行星和其他星系的誕生具有重大意義。

人類是從什么時(shí)候開(kāi)始探測(cè)火星的？

1962年11月1日，蘇聯(lián)的火星1號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射。盡管飛行5個(gè)月后失聯(lián)，沒(méi)有傳回任何火星的數(shù)據(jù)，但火星1號(hào)在飛行過(guò)程中探測(cè)到了微流星體撞擊事件、太陽(yáng)風(fēng)、行星際磁場(chǎng)及宇宙線等珍貴數(shù)據(jù)，對(duì)后來(lái)的行星際飛行有重要的參考價(jià)值。

第一個(gè)為火星拍照的探測(cè)器是美國(guó)的水手4號(hào)。1964年11月28日發(fā)射升空，經(jīng)過(guò)8個(gè)月的飛行，水手4號(hào)在距離火星表面最近9846千米的高度飛掠火星，成為第一個(gè)成功飛掠火星的探測(cè)器。當(dāng)人們看到水手4號(hào)拍攝的火星照片時(shí)非常震驚，科幻小說(shuō)中描述的存在生命的火星竟然布滿隕石坑，毫無(wú)生氣。

1971年5月28日，蘇聯(lián)的火星3號(hào)探測(cè)器發(fā)射，6個(gè)多月后，它成功著陸，成為第一個(gè)登陸火星的探測(cè)器。然而，火星3號(hào)只傳輸了14.5秒的數(shù)據(jù)就突然與地球失去了聯(lián)系。

比火星3號(hào)晚兩天發(fā)射的美國(guó)水手9號(hào)是第一個(gè)環(huán)繞地球之外其他行星飛行的探測(cè)器。它在火星上空飛行了349天，拍攝了7000張照片，覆蓋了火星表面80%的區(qū)域。

20世紀(jì)90年代，火星車終于駛上火星了！1997年7月4日，美國(guó)火星探路者號(hào)成功著陸火星，它攜帶的旅居者號(hào)小型火星車是第一輛在火星表面行駛的火星車。火星探路者號(hào)的著陸過(guò)程非常有意思，是“蹦蹦跳跳”著降落的。

21世紀(jì)以來(lái)，更多國(guó)家加入到了火星探測(cè)的隊(duì)伍中，人類對(duì)火星的了解也越來(lái)越多。2003年6月2日發(fā)射的火星快車號(hào)是歐空局的首個(gè)火星探測(cè)器。2011年11月26日，好奇號(hào)火星探測(cè)器發(fā)射升空，它的火星車可以從地球遠(yuǎn)程遙控。然而，由于火星距離地球非常遠(yuǎn)，地球發(fā)出的信號(hào)，火星上的好奇號(hào)要延遲一段時(shí)間才能收到。

天問(wèn)一號(hào)將在火星進(jìn)行哪些探測(cè)？

我們先來(lái)回顧一下天問(wèn)一號(hào)的探火歷程吧！2020年7月23日發(fā)射后，天問(wèn)一號(hào)花了7個(gè)月的時(shí)間才從地球飛到火星。飛行期間，天問(wèn)一號(hào)發(fā)布了它的自拍照。天問(wèn)一號(hào)獨(dú)自在太空飛行，是誰(shuí)幫它拍的照？

原來(lái)，天問(wèn)一號(hào)進(jìn)行自拍時(shí)會(huì)拋出一個(gè)微小衛(wèi)星。隨著逐漸遠(yuǎn)離，微小衛(wèi)星以1秒1張的速度連拍。完成拍攝后，微小衛(wèi)星用Wi-Fi將圖像數(shù)據(jù)傳回天問(wèn)一號(hào)，天問(wèn)一號(hào)進(jìn)行處理并傳回地球，我們就能看到珍貴的照片啦！天問(wèn)一號(hào)自拍不只是為了“留影”，還能幫助地面人員監(jiān)測(cè)它的狀態(tài)，絕對(duì)是一舉兩得！

揮別微小衛(wèi)星，天問(wèn)一號(hào)繼續(xù)它的太空飛行之旅，在2021年2月10日到達(dá)火星，開(kāi)始環(huán)繞火星飛行，為我們獻(xiàn)上了一份特殊的新年賀禮。又過(guò)了3個(gè)多月，天問(wèn)一號(hào)在飛行中逐漸靠近火星，終于在2021年5月15日成功著陸在火星北半球的烏托邦平原上。自此，我國(guó)成為世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)火星著陸的國(guó)家！

天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器總質(zhì)量約有5噸，怎樣才能安全著陸呢？天問(wèn)一號(hào)采用的是火箭反推懸停的降落方式。由于天問(wèn)一號(hào)的飛行速度很快，著陸前，它要減速再減速。首先，在進(jìn)入火星大氣層后利用火星大氣減速;然后，打開(kāi)降落傘進(jìn)一步減速;最后，使用攜帶的反推火箭進(jìn)行最后的減速，最終安全著陸。這種降落方式我們?cè)谔皆鹿こ讨幸呀?jīng)使用過(guò)許多次，因此更熟練、更安全。

經(jīng)過(guò)一周左右的穩(wěn)定和調(diào)試，5月22日，天問(wèn)一號(hào)巡視器——祝融號(hào)火星車與著陸器分離，成功踏上火星，我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了人類航天器首次在一次任務(wù)中完成火星環(huán)繞、著陸與巡視探測(cè)。那么，天問(wèn)一號(hào)和祝融號(hào)在火星上要執(zhí)行哪些任務(wù)呢？

由于天問(wèn)一號(hào)是我國(guó)的第一個(gè)火星探測(cè)器，對(duì)火星進(jìn)行環(huán)繞、著陸和巡視都是第一次，因此，“繞、著、巡”本身就是它的任務(wù)之一。其中，“繞”主要由環(huán)繞器承擔(dān)，它與著陸巡視器分離后繼續(xù)環(huán)繞著火星飛行，將為我們探測(cè)火星土壤、表面和地下水冰，火星的地形地貌，調(diào)查和分析火星表面物質(zhì)成分等。此外，天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器還要為祝融號(hào)火星車提供通信支持。“著”和“巡”由天問(wèn)一號(hào)著陸器和祝融號(hào)火星車承擔(dān)。著陸后，它們將對(duì)著陸區(qū)的地形地貌、巖石成分以及環(huán)境氣候進(jìn)行探測(cè)。

讓我們繼續(xù)關(guān)注天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)任務(wù)，跟隨天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器和祝融號(hào)火星車一起出發(fā)去火星，探索更多未知的火星秘密吧！

（責(zé)任編輯? 高博）