“請(qǐng)各位旅客抓穩(wěn)扶好,下一站——火星?!?/p>
這可能是未來(lái)人們進(jìn)行地火旅行的場(chǎng)景?;鹦?,這顆神秘的紅色星球,一直以來(lái)都被人們賦予特殊的意義。在人類極為有限的太空探索能力中,火星一直是科學(xué)家夢(mèng)寐以求的地方。2020年7月23日12時(shí)41分,我國(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)載火箭將我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空,飛行2000多秒后,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)自主開展行星探測(cè)的第一步。
原來(lái)在太陽(yáng)系,火星與地球擁有最相近的體積、最接近的溫度、幾乎一樣的自轉(zhuǎn)周期,甚至在某些地貌特征上,火星與地球都能讓你傻傻分不清楚。在四十億年前,火星上甚至還有水,那個(gè)時(shí)候的火星可能比現(xiàn)在的地球還要宜居。然而今天,那里卻是一片干燥、荒涼、寒冷的絕境。火星究竟發(fā)生了什么,我們的地球也會(huì)面臨同樣的命運(yùn)嗎?我們研究火星現(xiàn)在的情況,可以預(yù)測(cè)地球未來(lái)是一個(gè)什么樣的發(fā)展過程。地球是人類的搖籃,人類終將離開自己的搖籃??茖W(xué)家們希望把火星這個(gè)紅色的星球,慢慢地改造成一個(gè)綠色的星球,最后使之成為一個(gè)藍(lán)色的星球。
2020年7月至8月是前往火星探測(cè)的“窗口期”。地球公轉(zhuǎn)周期為1年,火星公轉(zhuǎn)周期為686.980天,火星大約每2年會(huì)遇上地球一次,此時(shí)兩行星距離最近。在這前后,從地球發(fā)射火星探測(cè)器,“趕路”時(shí)間更短、所攜燃料更少、成本更加低廉。如果錯(cuò)過2020年7月至8月這次“窗口期”,下次火星探測(cè)的好時(shí)機(jī)只能等到2022年。例如,歐洲空間局與俄羅斯航天局合作研發(fā)的火星探測(cè)器原定于2020年7月發(fā)射,但因新冠肺炎疫情及其他技術(shù)因素影響,不得不推遲到兩年后發(fā)射。
敲定一個(gè)“出游”日期
迄今為止人類一共進(jìn)行了44次火星探索活動(dòng),成功的只有24次。通往火星的路究竟有多難呢?首先,你要有一枚推力巨大的火箭,以克服地球引力進(jìn)入太空。隨后,與火箭分離的火星探測(cè)器要按照預(yù)先設(shè)計(jì)的復(fù)雜軌道精準(zhǔn)飛行4億多千米。經(jīng)過6個(gè)多月的漫長(zhǎng)旅行,在靠近火星時(shí)還要精確減速,以便順利進(jìn)入火星環(huán)繞軌道。以上任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)一絲差錯(cuò),否則就將前功盡棄。
順利抵達(dá)火星軌道,只是走完了火星之旅的第一步。下一步,火星車終于要出場(chǎng)了,但等待它的將是更嚴(yán)酷的考驗(yàn),稍有不慎便會(huì)化為灰燼或者粉身碎骨。首先,火星車將在隔熱罩的保護(hù)下,以每小時(shí)18000千米的速度高速進(jìn)入火星大氣層,這一速度是高鐵列車最快時(shí)速的50倍。超高速摩擦將會(huì)產(chǎn)生恐怖的溫度。經(jīng)歷了上千度高溫的考驗(yàn)后,降落傘將幫助火星車進(jìn)行減速,隨后火星車將開啟全自動(dòng)駕駛模式,自主完成減速、懸停,避開火星表面復(fù)雜地形后,緩緩降落至火星表面。
后續(xù),火星車將開展為期三個(gè)月的火星表面巡視探測(cè),等待著我們的必然是更多未知的挑戰(zhàn)。
“天問一號(hào)”是中國(guó)首次發(fā)射的火星探測(cè)器,其名稱源于屈原長(zhǎng)詩(shī)《天問》,承載著中華民族對(duì)真理追求的堅(jiān)韌與執(zhí)著。
“天問一號(hào)”探測(cè)器,由環(huán)繞器、著陸器和巡視器組成,重量達(dá)到5噸左右。
“天問一號(hào)”將一次性完成“繞、落、巡”三大任務(wù),這在全球尚屬首次。如果任務(wù)獲得成功,中國(guó)將成為世界上首次探索火星即完成軟著陸任務(wù)的國(guó)家,并成為繼美國(guó)之后第二個(gè)完成火星漫游的國(guó)家。
“天問一號(hào)”設(shè)定了五大科學(xué)目標(biāo),主要涉及空間環(huán)境、形貌特征、表層結(jié)構(gòu)等研究。
火星車將停留90個(gè)火星日,開展巡視探測(cè)、火星地貌特征研究等多項(xiàng)任務(wù)。
● 腦洞大開 ■
●在火星上種土豆
在科幻電影《火星救援》里,主人公馬克靠種植土豆獨(dú)自在火星上生存下來(lái)。
人類要移民火星,就要在火星上開拓全新的農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域,首要目的應(yīng)該是改造環(huán)境。除了提供食物,還需要植物來(lái)供應(yīng)氧氣、凈化水源等。
●在火星挖礦
代價(jià)遠(yuǎn)大于價(jià)值。美國(guó)的阿波羅計(jì)劃共從月球運(yùn)回382千克巖石樣品,這些石頭的運(yùn)送成本相當(dāng)于同等重量鉆石的30多倍。
●建設(shè)基地,移民火星
為了抵御風(fēng)暴和輻射,早期基地應(yīng)采取地下或半地下形式。最好靠近有水源并且陽(yáng)光充足的地方。
火星基地要有供電系統(tǒng),比如小型核電站;還要有火星車,畢竟宇航員不能老在屋里宅著,需要借此擴(kuò)大活動(dòng)范圍。