中國明年7月發(fā)射火星探測器

預計經(jīng)過(guò)10個(gè)月飛行，2021年到達火星并進(jìn)行巡視探測；2028年左右將進(jìn)行第二次火星探測

2016年發(fā)布的火星探測器飛行效果圖。資料圖片/中國探月與深空探測網(wǎng)

中國2020年向火星出發(fā)，并將沖擊一項世界紀錄。

昨日，中國火星探測又一次引發(fā)關(guān)注。在山東舉辦的2019軟件定義衛星高峰論壇上，中國科學(xué)院院士、中國探月工程首任首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠在報告中透露：中國將于2020年探測火星。

歐陽(yáng)自遠表示，此次中國將通過(guò)火星衛星、火星著(zhù)陸器、火星車(chē)聯(lián)合探測火星，目前火星車(chē)已做好。航天專(zhuān)家表示，中國計劃在一次火星任務(wù)中完成“繞”“落”“巡”三大任務(wù)，在航天史上史無(wú)前例。

新京報訊 中國2020年“探火”，這一計劃已非首次披露。去年9月，在首屆世界公眾科學(xué)素質(zhì)促進(jìn)大會(huì )“太空探索與人類(lèi)未來(lái)”分論壇上，國家航天局系統工程司司長(cháng)李國平就曾“官宣”，我國將在2020年和2028年左右進(jìn)行兩次火星探測，后一次將采樣返回。

李國平說(shuō)，我國深空探測工程初步明確了四次任務(wù)。第一次任務(wù)是火星探測，計劃在2020年7月份發(fā)射火星探測器，預計經(jīng)過(guò)10個(gè)月的飛行，2021年到達火星，著(zhù)陸火星表面并進(jìn)行巡視探測。其后，計劃2028年左右進(jìn)行第二次火星探測任務(wù)，并采集火星土壤返回地球。

去年，作為“探火工程”的火箭、探測器系統研制方，中國航天科技集團也公布計劃，未來(lái)3年將實(shí)施我國首次火星探測，主要內容為無(wú)人火星環(huán)繞和著(zhù)陸巡視探測。

最新消息為今年4月18日，記者從2019年月球和深空探測國際學(xué)術(shù)研討會(huì )上獲悉，我國嫦娥五號、嫦娥六號和中國首個(gè)火星探測器等重大工程任務(wù)目前正組織開(kāi)展。

中國航天科技集團所屬中國空間技術(shù)研究院在會(huì )上介紹，該院正組織開(kāi)展以上重大工程任務(wù)的研制，并將發(fā)揮航天工程技術(shù)能力優(yōu)勢，支撐國家各級主管部門(mén)加快推進(jìn)無(wú)人月球科研站、小行星探測、火星和木星系探測、太陽(yáng)系邊際探測和行星際探測等一系列后續重大項目的規劃及實(shí)施。

另外，我國還計劃進(jìn)行小行星探測，在2030年前后開(kāi)展木星系探測和行星系探測。

釋疑1

中國為何選擇明年“探火”？

“探火”時(shí)間有講究，2年一次窗口期

每隔兩年，全球都會(huì )迎來(lái)一次火星探測小高潮。

面向2020年，全球多個(gè)火星探測器已經(jīng)整裝待發(fā)。全國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專(zhuān)家龐之浩介紹，明年可能是史上最密集的火星探測期，已有5個(gè)國家宣布了“探火計劃”。除中國外，美國計劃發(fā)射新型火星探測車(chē)，歐空局計劃發(fā)射ExoMars火星車(chē)，印度、阿聯(lián)酋也計劃2020年向火星送出探測器。

這是因為，根據地球與火星位置的關(guān)系，每26個(gè)月火星會(huì )有一次距離地球最近的機會(huì )，這也是發(fā)射火星探測器的最佳時(shí)間窗口。在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)射火星探測器，將節省大量燃料，縮短抵達月球的時(shí)間。2020年就將迎來(lái)一個(gè)窗口期，大約1個(gè)月。“如果沒(méi)有把握好窗口，就只能再等兩年。”龐之浩說(shuō)，美國洞察號探測器原計劃2016年發(fā)射，因一個(gè)儀器的故障，不得已推遲到2018年才升空。

歐陽(yáng)自遠透露，我國已完成火星探測軌道設計、測控通信、自主導航、表面軟著(zhù)陸等關(guān)鍵技術(shù)的科研攻關(guān)，為我國自主火星探測奠定了技術(shù)基礎。

釋疑2

首次“登火”難度何在？

“相當于從巴黎擊出一只高爾夫球，落在東京的一個(gè)洞里”

據相關(guān)部門(mén)公開(kāi)信息，中國首次火星探測將實(shí)現軟著(zhù)陸，在火星表面釋放火星車(chē)，開(kāi)展巡視探測。對比嫦娥探月工程，嫦娥一號、二號實(shí)施繞月，嫦娥三號才實(shí)現軟著(zhù)陸。我國火星探測則將一次性走完探月的三步。

這在世界航天史上是史無(wú)前例的。龐之浩介紹，此前，只有美國在一次火星任務(wù)中同時(shí)完成“繞”和“落”，歐洲曾兩次嘗試“繞”和“落”，最終都沒(méi)有成功實(shí)現“落”。而中國計劃在一次火星任務(wù)中完成“繞”“落”“巡”三大任務(wù)，難度非常大。

據媒體報道，至今全球火星探測成功率大約為40%，火星因此有“航天器墳場(chǎng)”之稱(chēng)。龐之浩介紹，最危險的環(huán)節在于進(jìn)入火星軌道和著(zhù)陸兩個(gè)階段。

“什么時(shí)候‘剎車(chē)’進(jìn)入火星軌道，進(jìn)入軌道的角度是多少，何時(shí)打開(kāi)降落傘，何時(shí)切斷降落傘……每個(gè)環(huán)節都步步驚心，都需要精準計算。”龐之浩說(shuō)，航天器著(zhù)陸7分鐘被稱(chēng)為“恐怖7分鐘”。

由于距離越遠信號越弱，同時(shí)地火的距離還帶來(lái)至少10分鐘的信號延時(shí)，探測器進(jìn)入火星軌道和著(zhù)陸的那段關(guān)鍵時(shí)間，只能依靠研究人員提前輸入的數據，由探測器進(jìn)行自主判斷。

火星探測與月球探測最大的不同，在于距離的懸殊。地月平均距離為38萬(wàn)公里，而地火最近距離為5500萬(wàn)公里，最遠為3億-4億公里，這對測控能力有極高的要求。有人比喻，讓火星探測器精準著(zhù)陸，相當于從巴黎擊出一只高爾夫球，落在東京的一個(gè)洞里。

面對“探火”的種種難度，中國已做了大量準備工作，數次成功的探月任務(wù)也奠定了重要的技術(shù)基礎。首先，發(fā)射火星探測器需要大推力運載火箭，我國長(cháng)征五號火箭已具備這樣的能力；其次，針對超遠距離的測控，我國已經(jīng)建成深空測控站，并在嫦娥二號拓展任務(wù)中實(shí)現了超過(guò)1億公里的測控；再次，探月取得的成功，幫助中國在著(zhù)陸、巡視技術(shù)等領(lǐng)域奠定了基礎。

“中國火星探測起步晚，但起點(diǎn)高，所以效率也會(huì )比較高。雖然很難，還是有信心的。”龐之浩說(shuō)。

釋疑3

首次“探火”要做什么？

探測火星過(guò)去、現在的生命信息

中國火星探測器去火星肩負了什么任務(wù)？中國首次火星探測任務(wù)工程總設計師張榮橋此前介紹，首次火星探測任務(wù)要探測火星的形貌、土壤、環(huán)境、大氣，研究火星上的水冰分布、物理場(chǎng)和內部結構。

歐陽(yáng)自遠表示，火星探測的科學(xué)問(wèn)題主要有三個(gè)方面：其一是探測火星上的生命活動(dòng)信息，包括火星上現在生命的信息、過(guò)去是否存在過(guò)生命、火星生命生存的條件和環(huán)境等。

其二，是火星本體科學(xué)的研究，為研究火星積累資料，主要包括火星磁層、電離層與大氣層的探測與環(huán)境科學(xué)，火星地形地貌特征與分區，火星表面物質(zhì)組成與分布，地質(zhì)特征與構造區劃，火星內部結構、成分、內稟磁場(chǎng)探測等。

其三，是探討火星的長(cháng)期改造與今后大量移民、建立人類(lèi)第二個(gè)棲息地的前景，為人類(lèi)社會(huì )的持續發(fā)展服務(wù)。

歐陽(yáng)自遠說(shuō)，火星表面有很多古河床，證明以前有河流，然而如今表面沒(méi)有天然水存在，中國將探測火星地下水的分布。

釋疑4

移民火星要過(guò)幾重關(guān)？

短則百年，需等待核動(dòng)力火箭革命性技術(shù)

隨著(zhù)SpaceX創(chuàng )始人埃隆·馬斯克對“移民火星”不遺余力的宣傳，這個(gè)科幻命題似乎觸手可及。但在龐之浩看來(lái)，移民火星非常困難，僅停留在構想階段。

載人登陸火星目前還面臨技術(shù)難題。由于飛往火星單程至少7個(gè)月，要攜帶大量的生命保障資源，需要更強大的火箭和飛船。對執行任務(wù)的航天員來(lái)說(shuō)，長(cháng)期飛行會(huì )導致肌肉萎縮、骨質(zhì)脫鈣，輻射也會(huì )對身體造成影響。

宇航界有人提出利用核動(dòng)力火箭，有可能解決這些問(wèn)題。龐之浩說(shuō)，目前常規火箭飛行速度為每小時(shí)2萬(wàn)公里，而核動(dòng)力火箭能達到8萬(wàn)多公里，一兩個(gè)月就能到達火星，“但核動(dòng)力研制難度很大，人類(lèi)想在2030年登陸火星，都是很難的事情。”

除了運輸工具火箭，人類(lèi)登陸火星或許還需要一個(gè)中轉基地，月球正是最佳選項，這就需要事先進(jìn)行基地建設。此外，移民前還需要改造火星，將其改造為適宜大量人口居住的環(huán)境。

“現在討論火星移民有點(diǎn)太樂(lè )觀(guān)，需要技術(shù)的革命性進(jìn)展。有人說(shuō)，樂(lè )觀(guān)地看需要100年，不樂(lè )觀(guān)需要800年。”龐之浩說(shuō)，但現在開(kāi)始構想也非常必要，因為未來(lái)地球或許會(huì )面臨人口爆發(fā)、資源枯竭等威脅，太空移民事關(guān)人類(lèi)生存。