中国的火星计划来了

2016年08月12日 08:17:02 来源:人民日报 作者:蒋建科

  曾在珠海航展展出的火星车模型。

  人民视觉

  不久前,在首个“中国航天日”新闻发布会上,国家航天局局长许达哲透露,火星探测任务已经批准立项,我国预计在“十三五”规划的末年,即2020年左右发射一颗火星探测卫星。中国的火星计划终于来了!

  我国火星探测任务要一次实现环绕、着陆、巡视,这种形式在国外从没有过

  我国的火星探测发射目标是想一步环绕、着陆、巡视,这个任务具有相当大的难度。因为火星探测要26个月才能遇到一个时间窗口,所以专家们正在严密地制定工程计划,争取在2020年这个窗口发射我国第一个火星探测器。据许达哲介绍,尽管我国的飞行器已经进入了深空,但是完成火星探测任务仍不可或缺,探测火星意味着中国从真正意义上迈入深空探测时代。

  中国火星探测工程有望一次性完成绕、落、巡三项任务。中国航天科技集团五院火星项目顾问叶培建院士表示,“与印度‘曼加里安’号探测器只是绕火星赤道轨道飞行不同,我国首个火星探测器将绕火星进行大椭圆轨道飞行,对火星进行全球观测,并由进入器载着巡视器着陆火星,巡视器会在火星上‘走起来’。”

  “每隔两年或三年,才有一次火星距离地球最近的机会,在这个时间点上发射火星探测器,对运载火箭来说是最省能量的。考虑到火星探测器的质量,将由我国长征五号运载火箭来完成发射任务。”中国航天科技集团一院宇航部副部长马志滨介绍说。

  我国的火星探测任务要一次实现环绕、着陆、巡视,这种形式在国外是从没有过的,国外曾拟一次实现环绕和着陆,但着陆失败了。

  火星探测涉及的技术领域非常多,特别之处还在于,虽然火星车是一个空间探测器,但与一般空间探测器相比,它又具有鲜明的特点。

  首先,任务对火星探测器的自主能力要求非常高。考虑到在火星表面进行巡视探测的实际条件和要克服时延等限制,要求火星车具备较强的环境感知与识别、路径规划等能力,以及具备较强的任务分析、规划和实现能力。也就是说,火星探测器要具备确定行驶路线、发现障碍危险的能力。

  为了实现巡视探测,火星探测器还要具备较高的环境适应性。除了需要面对普通航天器遇到的真空、低温、辐射等问题,也需要适应火星表面的地形地貌、尘暴、低重力、高低温、低气压等特殊环境,还需要解决远距离通讯,以及长时间日凌时期的探测器自主管理等一系列问题。

  人类希望有朝一日在火星建立居住基地,最终向火星移民

  中国航天科技集团五院研究员庞之浩说,人类之所以对火星探测如此青睐,是因为探测火星具有重要的科学、技术等多方面意义,甚至关系到人类的未来。目前火星已成为除地球以外人类研究程度最高的行星,人类利用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。

  通过长期的天文观测和空间探测,科学家已经确定,火星是与地球最为相似且距离最近的行星,探究火星生命的起源和演化,可以促进对地球生命起源和演化的研究。

  火星的自转速度与地球几乎相等,自转一周为24.6小时,公转周期为687天;火星上有稀薄的大气,有四季交替的气候变化;火星地貌同地球地貌差不多,有高原、平原和环形山;特别是火星大气层中也存在臭氧层,可以吸收太阳光中的紫外线,为火星表面创造有利生物生长发育的条件。因此,人类希望有朝一日在火星建立居住基地,最终向火星移民,把它变成人类的第二家园。

  大量迹象还表明,火星以前很可能与目前的地球一样,只是经过几十亿年的演化才变成大气层稀薄、温度较低、水源枯竭等样子。不少天文学家推断,火星是地球的未来。因此,探测或载人登陆火星进行研究,可以为防止地球变成人类难以生存的第二个火星提出预案。

  截至2016年6月,全球共进行了114次月球探测,43次火星探测。不过,从20世纪90年代至今,人类共进行了18次火星探测,而月球探测只进行了14次。目前有5个火星轨道器和2辆火星漫游车在工作,但只有1个月球轨道器和1个月球着陆器在工作。世界航天大国都制定了以火星系统为目标的探测计划,由此可见,当今的火星探测比月球探测还热。

  在火星探测方面,美国独占鳌头。从20世纪90年代起,美国开始实施“火星生命计划”,以确定火星上是否存在生命;2001年美国发射了“火星奥德赛”,该探测器首次发现火星上有大量水冰;2003年,美国先后发射了第二代火星车——“勇气号”和“机遇号”,它们再次证实火星上有水;2013年美国发射的“火星大气与挥发物演变”是世界首个研究火星上层大气的探测器。

  俄罗斯与欧洲航天局合作研制的“火星生物学—2016”在今年3月14日发射成功,用于探测火星大气中的甲烷含量和验证火星着陆技术;2020年,俄罗斯还将与欧洲航天局合作执行“火星生物学—2020”任务。

责任编辑:张越