□ 高 峰

火星到底有多少秘密？

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荒涼,空寂,礫石遍布,黃沙漫天,雖然毫無(wú)生氣,但在數(shù)億公里外的人類始終對(duì)它充滿好奇。這顆紅色行星上是否曾經(jīng)存在過(guò)生命？火星與太陽(yáng)系是怎樣起源及演化的？未來(lái)能否將火星改造成人類可居住的星球？這些問(wèn)題讓科學(xué)家們迫切希望從火星上找到答案。

中國(guó)首次火星全球遙感與區(qū)域巡視探測(cè)任務(wù)已獲批立項(xiàng),首個(gè)火星探測(cè)器預(yù)計(jì)在2020年發(fā)射飛往火星。

中國(guó)火星探測(cè)器由環(huán)繞器和著陸巡視器組成。從地球到火星的距離為4億公里,探測(cè)器從地球飛到火星的時(shí)間會(huì)根據(jù)發(fā)射的窗口期的不同而有所差別,大約為6到12個(gè)月。

探測(cè)器接近火星后,首先要讓它被火星引力捕獲,成為環(huán)繞火星飛行的探測(cè)器。探測(cè)器在環(huán)繞軌道上做一些調(diào)整,同時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行檢測(cè),還將對(duì)火星的形貌開(kāi)展探測(cè)。

之后,在合適時(shí)機(jī),與環(huán)繞器分離的著陸巡視器將進(jìn)入火星大氣,著陸到火星表面并釋放火星車,開(kāi)展巡視探測(cè)。與此同時(shí),環(huán)繞器繼續(xù)在軌道上進(jìn)行科學(xué)探測(cè),并為火星車提供對(duì)地面的數(shù)據(jù)中繼服務(wù)。

中國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)形式在國(guó)外是沒(méi)有過(guò)的。美國(guó)的探測(cè)環(huán)繞就是環(huán)繞,巡視就是巡視。從來(lái)還沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家一次任務(wù)就同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)繞和著陸巡視。

國(guó)外在火星著陸任務(wù)之前都有環(huán)繞衛(wèi)星在火星附近,可以為著陸過(guò)程以及著陸后的數(shù)據(jù)通信提供及時(shí)支持。而中國(guó)的火星著陸巡視器是環(huán)繞火星不久后,就要與環(huán)繞器分離并降落,這對(duì)于著陸后的火星車的自主能力提出了更高要求。

這次任務(wù)最核心、最難的地方,就是探測(cè)器進(jìn)入火星大氣后氣動(dòng)外形和降落傘減速的過(guò)程,并且只有一次機(jī)會(huì),必須成功。由于地球與火星距離遙遠(yuǎn),整個(gè)過(guò)程無(wú)法由地面實(shí)時(shí)控制,必須依靠探測(cè)器自主完成。

自20世紀(jì)60年代以來(lái),國(guó)際上已實(shí)施的42次火星探測(cè)任務(wù),成功率僅為52%?；鹦谴髿饩哂泻芨叩牟淮_定性,有些因素我們還沒(méi)有認(rèn)識(shí)透,比如火星大氣的變化規(guī)律、風(fēng)暴時(shí)的特性等。如果降落那天真的起了塵暴,就不能降落。

由于沒(méi)有那么多的推進(jìn)劑來(lái)抵消那么高的速度,所以登陸火星時(shí),99%以上的減速都是靠火星大氣的作用。然而,火星的大氣和降落傘減速與地球上的相似度不到50%,而且火星的大氣難以在地面模擬。

由于中國(guó)火星車將使用太陽(yáng)能供電,從光照角度考慮,最理想的地方是火星赤道附近,但是火星赤道附近的地形復(fù)雜。另外,由于登陸火星99%以上的減速是靠大氣減速,因此著陸點(diǎn)海拔越低減速時(shí)間越長(zhǎng),登陸越安全。

綜合考慮地形復(fù)雜度、高程、光照條件、溫度等因素,火星比較適合的著陸點(diǎn)在北緯5度至30度的區(qū)域。

我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)有五大科學(xué)目標(biāo)：火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征、表面特征與水冰的分布、火星表面物質(zhì)組成、火星大氣的電離層以及火星表面氣候環(huán)境的特征、火星的物理場(chǎng)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（中國(guó)科學(xué)院）

以上數(shù)據(jù)由本單位提供