朱國(guó)順

4月24日，在中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射50周年紀(jì)念日，中國(guó)宣布了第一位火星使者的名字：“天問(wèn)一號(hào)”。按照計(jì)劃，它將在2020年7月搭乘長(zhǎng)征五號(hào)火箭，遠(yuǎn)征太陽(yáng)系的另一顆行星火星。這將是中國(guó)出發(fā)迄今最遠(yuǎn)的一次旅行。

“遂古之初，誰(shuí)傳道之？上下未形，何由考之？”這是屈原在《天問(wèn)》里提出的課題，如今中國(guó)航天人將派出使者，試圖去解開屈原之問(wèn)。中國(guó)的行星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問(wèn)”系列，最先出發(fā)的是“天問(wèn)一號(hào)”，這是在以特殊的方式向先賢致敬。

探尋別的星球上的秘密，一直以來(lái)是人類仰望星空之際孜孜以求的夢(mèng)想與追求。隨著現(xiàn)代航天科技的進(jìn)步，這樣的追求逐步從夢(mèng)想化為了現(xiàn)實(shí)。但是宇宙過(guò)于浩瀚，太陽(yáng)系、銀河系、河外星系，各個(gè)星球之間的距離相對(duì)于人類現(xiàn)在所及的飛行速度來(lái)說(shuō)依然過(guò)于遙遠(yuǎn)，當(dāng)代的航天科技能力要飛出太陽(yáng)系就需要3萬(wàn)年。作為距離地球較近、自然環(huán)境與地球最為相似的行星火星，因而成了人類深空探測(cè)的熱點(diǎn)，迄今人類對(duì)其它行星的實(shí)際探測(cè)僅限于火星，蓋源于此。

雖然火星是地球的“近鄰”，實(shí)際上兩者距離最近的時(shí)候約5600萬(wàn)公里，最遠(yuǎn)達(dá)4億公里。在這樣的距離上，以第二宇宙速度每秒超過(guò)11公里的速度飛行，要飛一年多時(shí)間，以每秒30萬(wàn)公里的光速發(fā)射電波，收到回音要十來(lái)分鐘，因而拜訪“近鄰”也是一件十分不容易的事情。也因此，從1961年至今，人類實(shí)施火星探測(cè)活動(dòng)達(dá)45次，但成功和部分成功的任務(wù)一共僅有22次。

由于路途遙遠(yuǎn)，“天問(wèn)一號(hào)”將先發(fā)射至地球-火星轉(zhuǎn)移軌道，隨后在地面測(cè)控系統(tǒng)支持下，通過(guò)多次軌道機(jī)動(dòng)和中途修正，在近火點(diǎn)實(shí)施制動(dòng)進(jìn)入環(huán)火橢圓軌道，運(yùn)行到選定的進(jìn)入窗口時(shí)探測(cè)器進(jìn)行降軌控制，釋放著陸巡視器。著陸巡視器進(jìn)入火星大氣層后，通過(guò)多級(jí)減速和著陸反沖軟著陸火星表面。屆時(shí)，中國(guó)將成為第二個(gè)實(shí)現(xiàn)火星表面巡視探測(cè)的國(guó)家。在最后的降落階段，由于電波傳送需要好幾分鐘的時(shí)間，地球上的控制人員已無(wú)法即時(shí)發(fā)送指令進(jìn)行控制，著陸只能按照程序自動(dòng)進(jìn)行。

火星探測(cè)的一大挑戰(zhàn)是信號(hào)傳送。從上億公里外傳來(lái)的信息，沒有大口徑天線就無(wú)法接收。為此，國(guó)家在天津武清新建了70米高性能接收天線（GRAS-4），這是亞洲最大的單口徑全可動(dòng)天線，重約2700噸，面積相當(dāng)于9個(gè)籃球場(chǎng)大小。4月25日，70米天線反射體完成了整體吊裝，預(yù)計(jì)將在今年10月具備火星探測(cè)數(shù)據(jù)接收能力。未來(lái)如果要接受最遠(yuǎn)處4億公里之遙微弱信號(hào)，可能需要加上密云的50米天線和40米天線，以及昆明的40米天線，4個(gè)天線同時(shí)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)合成，才能完成火星探測(cè)數(shù)據(jù)的接收任務(wù)。

中國(guó)首次自主火星探測(cè)，將探究火星生命的存在和演化過(guò)程等問(wèn)題，借此了解地球的演化歷史和預(yù)測(cè)地球的未來(lái)變化趨勢(shì)，同時(shí)也為人類開辟新的生存空間尋找潛在目標(biāo)，最終目的是為地球和人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

“天問(wèn)一號(hào)”是中國(guó)行星探測(cè)的第一步，浩瀚星空的探索征途漫漫。太陽(yáng)系由8大行星和185顆天然衛(wèi)星組成，在更加遙遠(yuǎn)的星空中，根據(jù)推算適宜人類居住的星球數(shù)量，至少有50多個(gè)。

星際航天，依靠人類現(xiàn)有航天技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。腦洞大開的科學(xué)家，目前能夠想象得到的最快運(yùn)動(dòng)方式，只能是光速。但即使是每秒30萬(wàn)公里光速，對(duì)于浩瀚星海來(lái)說(shuō)依然過(guò)慢。并且如果能實(shí)現(xiàn)并利用這樣的速度，一個(gè)新的更大問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)：在光速條件下，世界是人類在今天無(wú)法想象的。

超越了人類認(rèn)知的未來(lái)，需要人類進(jìn)一步升華自己的認(rèn)知?；蛟S，這正是“天問(wèn)”的意義。