2020，中國探測器遠(yuǎn)征火星

周洵

《中國航天白皮書》五年發(fā)布一次，2016年發(fā)布的《中國航天白皮書》中，有這樣一項(xiàng)深空探測規(guī)劃：2020年，中國將向火星發(fā)射軟著陸探測器，給火星帶去中國氣息……

在晴朗的夜空中，找到火星并不困難?；鹦侵钥雌饋碛需F銹一樣的顏色，是因?yàn)楸砻娓采w著一層氧化鐵。原來火星并未著火，只是像被鐵銹染成紅色了一樣。

科學(xué)家通過研究，揭開了火星的許多秘密?，F(xiàn)在我們知道火星直徑約為地球的53%，一個(gè)火星年相當(dāng)于地球上的687天。火星與地球的距離時(shí)遠(yuǎn)時(shí)近，遠(yuǎn)時(shí)離我們超過4億千米，近時(shí)距離我們0.55億千米。另外，火星還有兩顆衛(wèi)星繞著它轉(zhuǎn)。

去火星是許多地球人的夢想。我們希望火星上有火星人，但是隨著深入研究發(fā)現(xiàn)，火星上并沒有人?；鹦巧想m然沒有火星人，但是人類對(duì)火星的探測熱情卻并沒有減弱，反倒更加強(qiáng)烈起來——火星上沒有火星人，地球人可以移居火星，成為火星的主人。于是，移居火星，在火星上種田種地、開辦工廠，成為人類殖民火星的新愿望。

要想把人移居到火星上，就得先有機(jī)器到達(dá)火星表面進(jìn)行實(shí)地考察，一探究竟。近年來，許多國家要么自己單干，要么聯(lián)手合作，接二連三地向火星發(fā)射探測器。探測器一撥接一撥地飛向火星，然而成功率并不高，大約有三分之二的火星探測器要么失蹤，要么損毀。這么高的失敗率，讓火星有了一個(gè)惡名，叫“探測器墳?zāi)埂薄?/p>

其實(shí)，把火星稱為“探測器墳?zāi)埂笔窃┩髁嘶鹦?。這事并不是火星的錯(cuò)，而是我們?nèi)祟惖腻e(cuò)——技術(shù)不過關(guān)，造出的探測器不耐用。人類對(duì)火星太熱情，把探測器集中投向了火星，發(fā)射得多損毀的自然也就多了。

火星得“探測器墳?zāi)埂敝?，雖說不是火星的錯(cuò)，但這個(gè)惡名卻說明了一個(gè)問題：登陸火星并非易事。

明知山有虎，偏向虎山行。中國也迎難而上，有了自己的火星探測計(jì)劃和行動(dòng)。2011年11月8日，中國螢火一號(hào)火星探測器搭乘在俄羅斯的福布斯號(hào)火星探測器上一起發(fā)射升空，打算去火星上瞅瞅。大家都盼螢火一號(hào)能安全到達(dá)火星，但第二天就傳來壞消息，俄羅斯宣布他們的火星探測器變軌未能成功，探測任務(wù)失敗。這樣，搭便車的螢火一號(hào)也失敗了。

螢火一號(hào)的挫折，說明這樣一個(gè)問題：失敗并不可怕，但搭便車上火星，受制于人，失敗的原因無法主動(dòng)搞清楚，失敗無法成為成功之母，這才是可怕的事。所以，我們的火星探測計(jì)劃自螢火一號(hào)之后，便走上了獨(dú)立自主之路……

我國古代人稱火星為“熒惑”。這是因?yàn)椋鹦菬蔁扇缁?，而光亮?xí)r有變化，順行逆行的情形錯(cuò)綜復(fù)雜，著實(shí)讓古人疑惑。

火星有兩顆衛(wèi)星。名為火衛(wèi)一的衛(wèi)星繞火星轉(zhuǎn)一周只需8小時(shí)左右，這速度比火星自轉(zhuǎn)快得多，所以站在火星上看火衛(wèi)一，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它是從西邊升起，向東落下的，這和我們從地球上看月亮的運(yùn)行方向完全不同。另一顆衛(wèi)星火衛(wèi)二性格比較孤僻怪異，不安心圍著火星轉(zhuǎn)，軌道不穩(wěn)定，時(shí)常有“離家出走”的念頭。它距離火星的距離正慢慢變遠(yuǎn)，科學(xué)家預(yù)測，火星終究會(huì)失去這個(gè)“孩子”。

火星是中國深空探測鎖定的第二顆星球，第一顆是月球。我們對(duì)月球的探測經(jīng)歷了“繞”“落”“回”三個(gè)階段，成功的經(jīng)驗(yàn)是可以復(fù)制到火星探測中的。也就是說，可依照月球探測的步驟開展火星探測。

回顧探測月球的過程，可用“穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步成功”來概括。月球探測是火星探測的前期演練，我國將于2020年發(fā)射火星探測器。那么，中國探測器如何自2020年踏上火星之旅呢？

月球距離地球約38萬千米，把探測器送上月球，就需要大火箭?；鹦蔷嚯x咱們近時(shí)也有0.55億千米，是地月距離的100多倍，發(fā)射火星探測器明顯需要一支更大的火箭。推力巨大的大火箭咱們有嗎？別急，大火箭正在有序裝配。為了配合越來越多的深空探測項(xiàng)目開展，為登陸火星，我國正在開展超級(jí)火箭的研發(fā)工程，滿足火星探測的大推力超級(jí)火箭已經(jīng)開始裝配，它名為長征九號(hào)，最大載荷約140噸。

可以把火星著陸器想象成一個(gè)“太空包裹”。這個(gè)“太空包裹”被火箭送到火星上空之后，降落火星的方式有兩種：一種是硬著陸，一頭栽下去，在火星上撞起一團(tuán)塵埃；另一種是軟著陸，著陸器使出輕功，輕輕落于火星表面，把“包裹內(nèi)”的探測系統(tǒng)安全施放到火星表面，展開后續(xù)探測活動(dòng)。我們將發(fā)向火星的“太空包裹”里共有13套探測儀器，著陸后要保障一套也不能損毀。這個(gè)大包裹，重量還是相當(dāng)大的，要在火星上成功軟著陸，需要不斷在地面進(jìn)行模擬演練。

咱們對(duì)月球巡航車玉兔號(hào)相當(dāng)熟悉，它有140千克?；鹦茄埠杰嚤扔裢锰?hào)重，有200千克，不但大，更顯壯實(shí)，越野能力更強(qiáng)。火星巡航車計(jì)劃在火星上工作92個(gè)地球日，雖然比玉兔號(hào)的工作時(shí)間短，但它的容錯(cuò)能力卻更強(qiáng)，幾乎為零。容錯(cuò)率是啥？就是機(jī)器硬件或是軟件出了問題，它也不會(huì)停止工作，即常言所說的輕傷不下火線。這和玉兔號(hào)相比，火星巡航車就沒有因故障休眠的嬌氣勁兒。如果說玉兔號(hào)是個(gè)嬌氣的小姑娘，那么火星巡航車應(yīng)該是個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)哪凶訚h。

火星巡航車的容錯(cuò)率為什么要達(dá)到為零的標(biāo)準(zhǔn)呢？這與它遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)有關(guān)。如果火星巡航車在火星上出現(xiàn)故障不能工作，從地球上發(fā)射信號(hào)修復(fù)它幾乎是不可能的事，因?yàn)榈厍蚺c火星相距太遠(yuǎn)，一個(gè)信號(hào)從地球傳到火星，大概需要40多分鐘。信號(hào)傳輸都這么費(fèi)事，通過遙控修復(fù)肯定困難重重，所以說只能讓火星巡航車的容錯(cuò)率為零，讓它有自己照顧自己的能力。

火星周圍也籠罩著大氣層，并且大氣層里也含有氧氣。不要一提氧氣，你就興奮，覺得火星氧氣能供給我們呼吸，能支持我們活下去了。依靠火星大氣層中的氧氣活下去，根本不可能。這是因?yàn)榛鹦谴髿鈱优c地球大氣層相比，顯得非常稀薄，氣體密度不到地球的百分之一，在這稀薄的大氣層里，主要成分還是二氧化碳，其次是氮、氬，僅有少量的氧氣，所以說氧氣對(duì)于火星來說是稀薄空氣中的稀有氣體，靠這丁點(diǎn)兒不起眼的氧氣供給呼吸，根本不夠“塞牙縫”呢！

有人或許會(huì)問，我們的火星探測器為什么要在2020年發(fā)射?。吭蛑饕袃蓚€(gè)：一是到2020年我們的技術(shù)水準(zhǔn)能達(dá)到探測火星要求；二是2020年恰好是火星的近地年份，這一年發(fā)射探測器可以抄近路。如果錯(cuò)過了這個(gè)年份，需要再等15年左右的時(shí)間，火星才能再次與地球親近起來。

2020年我們發(fā)射火星探測器后，再一次執(zhí)行火星探測器發(fā)射任務(wù)，將有一個(gè)比較漫長的火星近地等待期。等待期間，我們的火星探測準(zhǔn)備工作并不會(huì)停止，而是會(huì)快馬加鞭地進(jìn)行火星探測的第四個(gè)階段的準(zhǔn)備工作。時(shí)間推進(jìn)到2050年左右，我們“距離”火星會(huì)有多遠(yuǎn)呢？一起展望中國未來的火星探測前景吧！

我們將重點(diǎn)探測火星生命生存的條件，如果火星生命生存的條件不具備，我們將給出改造火星環(huán)境的方法，為把這個(gè)荒漠之星改造成綠色家園提供可能。中國的遠(yuǎn)期火星探測是為人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)，探討移民火星路徑，以在火星上建立人類第二個(gè)棲息地為終極目標(biāo)。

未來，如果你愿意，中國的火星飛船可以把你送到火星上生活，讓你成為火星人，這叫火星載人飛行。當(dāng)然，如果你在火星上感覺生活不爽，思念家人，中國的火星飛船可以把你從火星上再安全接回地球，讓你與家人團(tuán)聚，這叫火星返回飛行。

為了能讓人類在火星和地球間自由穿梭，中國將研制高性能太空飛船，在火星和地球之間運(yùn)送旅客，打造太空高速公路，讓人們?nèi)セ鹦锹糜尉腿缭诘厍蛏蠌拇说氐奖说匾粯雍唵畏奖恪?/p>

未來，也許可以在地球和火星之間自由來往，不但有張地球人的身份證，還可以辦張火星人的身份證，想想真是令人熱血沸騰??！

使用當(dāng)前飛船在火星和地球之間自由穿行，困難是相當(dāng)大的，傳統(tǒng)的飛行器不會(huì)在登陸火星的行動(dòng)中有太大的用場。人類要想到達(dá)火星，必須開發(fā)顛覆傳統(tǒng)的太空飛船，需要在飛船制造技術(shù)上有大的突破。技術(shù)突破需理論突破在先：原來，人們普遍認(rèn)為物質(zhì)難以超越光速，但隨著人們對(duì)于宇宙認(rèn)識(shí)的深化，這一理論將被突破，物質(zhì)超越光速也是可能的，再加上暗物質(zhì)理論的產(chǎn)生，讓人類借助超光速和暗物質(zhì)制造出星際飛船或?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>

火星的地貌和地球的地貌有些相似，有山、盆地和平原等。值得一提的是，火星山比地球山更險(xiǎn)峻。地球上最高的山峰是8800多米的珠穆朗瑪峰，但是把珠穆朗瑪峰放到火星上看，它并不算高大。因?yàn)榛鹦巧嫌懈喔叩纳椒?，有的山峰高度甚至達(dá)到珠穆朗瑪峰的3倍！

（編輯 孫世奇）