人類為什么要探測火星

楊潔

2021年5月15日，天問一號火星探測器成功著陸在火星北半球的烏托邦平原，7天后，祝融號火星車與天問一號探測器成功分離，踏上火星，開啟了火星表面巡視探測之旅，我國火星探測任務(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。中國航天，厲害！

天問一號任務(wù)是我國首次進(jìn)行火星探測，然而人類探測火星已經(jīng)有將近60年的歷史了。那么，為什么要探測火星？人類第一次探測火星是什么時候？天問一號在火星上有哪些探測活動呢？別急，這就一一告訴你。

火星為什么值得探測？

火星是一顆漂亮的橙色星球，它距離地球最遠(yuǎn)時約4億千米，最近時約5600萬千米，是太陽系中距離太陽第四近的行星，是距離太陽第三近的地球的“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€其他星球都沒有的特質(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37分鐘?；鹦堑墓D(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，只不過每個季節(jié)持續(xù)的時間是地球的兩倍左右?；鹦堑牡孛惨埠偷厍虿畈欢?，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光中的紫外線，利于生物在火星表面的生長發(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，探測火星對拓展人類的生存空間、探索生命起源、研究太陽系內(nèi)行星和其他星系的誕生具有重大意義。

人類是從什么時候開始探測火星的？

1962年11月1日，蘇聯(lián)的火星1號探測器成功發(fā)射。盡管飛行5個月后失聯(lián)，沒有傳回任何火星的數(shù)據(jù)，但火星1號在飛行過程中探測到了微流星體撞擊事件、太陽風(fēng)、行星際磁場及宇宙線等珍貴數(shù)據(jù)，對后來的行星際飛行有重要的參考價值。

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

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

比火星3號晚兩天發(fā)射的美國水手9號是第一個環(huán)繞地球之外其他行星飛行的探測器。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，美國火星探路者號成功著陸火星，它攜帶的旅居者號小型火星車是第一輛在火星表面行駛的火星車?；鹦翘铰氛咛柕闹戇^程非常有意思，是“蹦蹦跳跳”著降落的。

21世紀(jì)以來，更多國家加入到了火星探測的隊(duì)伍中，人類對火星的了解也越來越多。2003年6月2日發(fā)射的火星快車號是歐空局的首個火星探測器。2011年11月26日，好奇號火星探測器發(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，火星上的好奇號要延遲一段時間才能收到。

天問一號將在火星進(jìn)行哪些探測？

我們先來回顧一下天問一號的探火歷程吧！2020年7月23日發(fā)射后，天問一號花了7個月的時間才從地球飛到火星。飛行期間，天問一號發(fā)布了它的自拍照。天問一號獨(dú)自在太空飛行，是誰幫它拍的照？

原來，天問一號進(jìn)行自拍時會拋出一個微小衛(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)傳回天問一號，天問一號進(jìn)行處理并傳回地球，我們就能看到珍貴的照片啦！天問一號自拍不只是為了“留影”，還能幫助地面人員監(jiān)測它的狀態(tài)，絕對是一舉兩得！

揮別微小衛(wèi)星，天問一號繼續(xù)它的太空飛行之旅，在2021年2月10日到達(dá)火星，開始環(huán)繞火星飛行，為我們獻(xiàn)上了一份特殊的新年賀禮。又過了3個多月，天問一號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，我國成為世界上第三個實(shí)現(xiàn)火星著陸的國家！

天問一號火星探測器總質(zhì)量約有5噸，怎樣才能安全著陸呢？天問一號采用的是火箭反推懸停的降落方式。由于天問一號的飛行速度很快，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。這種降落方式我們在探月工程中已經(jīng)使用過許多次，因此更熟練、更安全。

經(jīng)過一周左右的穩(wěn)定和調(diào)試，5月22日，天問一號巡視器——祝融號火星車與著陸器分離，成功踏上火星，我國火星探測任務(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。那么，天問一號和祝融號在火星上要執(zhí)行哪些任務(wù)呢？

由于天問一號是我國的第一個火星探測器，對火星進(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，天問一號環(huán)繞器還要為祝融號火星車提供通信支持?！爸焙汀把病庇商靻栆惶栔懫骱妥Ｈ谔柣鹦擒嚦袚?dān)。著陸后，它們將對著陸區(qū)的地形地貌、巖石成分以及環(huán)境氣候進(jìn)行探測。

讓我們繼續(xù)關(guān)注天問一號火星探測任務(wù)，跟隨天問一號火星探測器和祝融號火星車一起出發(fā)去火星，探索更多未知的火星秘密吧！

（責(zé)任編輯? 高博）