近期，火星發(fā)射進(jìn)入“窗口期”，全球迎來“探火季”。繼20日阿聯(lián)酋“希望號”探測器順利升空后，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”也將于7月下旬到8月上旬擇機(jī)實施，開啟屬于中國人自己的行星探測時代。

中國為何要探測火星？難點(diǎn)在哪里？將執(zhí)行哪些任務(wù)？“新華視點(diǎn)”記者采訪了業(yè)內(nèi)有關(guān)專家。

7月17日在中國文昌航天發(fā)射場拍攝的長征五號遙四運(yùn)載火箭。 當(dāng)日，長征五號遙四運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場完成技術(shù)區(qū)總裝測試工作后，垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)，計劃于7月下旬到8月上旬擇機(jī)實施我國首次火星探測任務(wù)（行星探測工程天問一號任務(wù)）。 新華社發(fā)（張高翔 攝）

為何要“去火星”？

火星是離地球較近且環(huán)境最相似的星球，一直是人類走出地月系統(tǒng)開展深空探測的首選目標(biāo)。以往的探測發(fā)現(xiàn)了存在水的證據(jù)，火星上是否存在孕育生命的條件？火星是地球的過去還是地球的未來？這些成為火星研究的重大科學(xué)問題。研究火星對認(rèn)識地球演變具有非常重要的比較意義。

“為了人類社會的可持續(xù)發(fā)展，火星可否改造成為適宜人類居住的綠色星球？……只有這些重大科學(xué)問題被一一解答，我們才能清晰地思考地球和人類自身的未來。”中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)曾這樣評價火星探測的意義。

基于現(xiàn)有航天能力，“奔火”飛行7個月左右即可到達(dá)，相比更遠(yuǎn)的行星和衛(wèi)星，任務(wù)周期較合適；火星與地球有最接近的環(huán)境，使得機(jī)器人或人類進(jìn)駐火星成為可能。

將執(zhí)行哪些任務(wù)？

國家航天局公布的信息顯示，我國首次火星探測任務(wù)的探測器由著陸巡視器（進(jìn)入艙和火星車）與環(huán)繞器組成。據(jù)悉，此次探測目的是一次實現(xiàn)“繞、著、巡”三步走，即對整個火星進(jìn)行全球觀測、成功著陸火星，以及火星車進(jìn)行巡視勘測。

火星環(huán)繞器攜帶7臺儀器，火星車攜帶6臺儀器，此次任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)是實現(xiàn)對火星的表面形貌、土壤特性、物質(zhì)成分、水冰、大氣、電離層、磁場等進(jìn)行科學(xué)探測，進(jìn)而有利于建立起對火星全面而基礎(chǔ)的認(rèn)識。

“探火”到底難在哪？

相比月球探測，火星探測任務(wù)的難度更大。由于火星相對地球距離較為遙遠(yuǎn)，對發(fā)射、軌道、控制、通信和電源等技術(shù)都提出了很高的要求。目前，人類已對火星實施了44次探測任務(wù)，其中僅成功了24次。

不論是長達(dá)七個月的地火飛行，還是進(jìn)入火星軌道的“剎車變軌”，以及最遠(yuǎn)距離達(dá)4億公里的超遠(yuǎn)距離通信……地球通往火星的探測之旅可謂前路漫漫、風(fēng)險多多。

不少航天專家指出，特別是著陸器著陸到火星表面的短短幾分鐘時間，可謂“驚心動魄”，必須迎接一系列高難度動作和挑戰(zhàn)。

與月球著陸的情況不同，火星軟著陸動力下降過程時間很短，而地面測控時延十幾分鐘，因此要求控制系統(tǒng)具有更高自主性和實時性。

“探火”緣何會“扎堆”？

航天科普專家錢航介紹，考慮到風(fēng)險、成本等因素，地球航天器到火星的最佳路線為1925年提出的“霍曼軌道”。由于該軌道每26個月才能出現(xiàn)一次，且最近“霍曼軌道”形成時間為2020年夏，所以近期各國火星探測計劃均集中在該時間段。

1996年以來，幾乎每個發(fā)射窗口都有火星探測器發(fā)射。2020年，中國、美國、阿聯(lián)酋等國家均已明確于今年執(zhí)行火星探測任務(wù)。三個國家將在火星地表采樣、區(qū)域巡視性探測、熱大氣層測量等方面執(zhí)行探測任務(wù)，進(jìn)而為生命起源及演變、探索人類新家園等方面的研究提供重要支撐。

“移民”火星可能嗎？

地球上的一天不到24小時，而火星是24小時多，兩者有幾乎相同的晝夜長短；公轉(zhuǎn)的軌道面和赤道面的夾角也非常相近，因此二者有幾乎相同的季節(jié)變化。這些相似性都表明，火星是適宜人類居住改造的最好候選行星。

歐陽自遠(yuǎn)認(rèn)為，通過技術(shù)手段提高火星表面溫度、增加火星大氣濃度等，可以進(jìn)一步建立火星表面生態(tài)環(huán)境。

雖然將火星改造成為一個適宜人類生存與發(fā)展的綠色星球的遠(yuǎn)景是美好的，但具體實施起來十分不易，工程之浩大、成本之巨、技術(shù)難度之高、科學(xué)實施步驟之復(fù)雜是可想而知的，可能需要人類通過幾個世紀(jì)艱苦卓絕的努力才能實現(xiàn)。