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火星探測到底難在哪兒？

“中國將于2020年探測火星。”7月8日，在2019軟件定義衛(wèi)星高峰論壇上，中國科學(xué)院院士、中國月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠在報告中透露的這一信息，又引發(fā)一波對火星探測的熱議。

歐陽自遠院士表示，此次中國將通過火星衛(wèi)星、火星著陸器和火星車聯(lián)合探測火星，目前火星車已經(jīng)準備好。他同時透露，目前我國已完成火星探測軌道設(shè)計、測控通信、自主導(dǎo)航、表面軟著陸等關(guān)鍵技術(shù)的科研攻關(guān)，為自主火星探測奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

眾所周知，中國火星探測起步較晚，但在航天專家們看來，雖然晚，可我們的起點高、效率高。比如，在首次任務(wù)中將要一次性實現(xiàn)的“繞”“落”“巡”三大任務(wù)，在航天史上史無前例。

每隔兩年，全球都會迎來一次火星探測小高潮。目前，全球多個火星探測器已經(jīng)整裝待發(fā)只等2020年的到來。據(jù)悉，明年可能是史上最密集的火星探測期，除了中國，還有美國計劃發(fā)射新型火星探測車，歐空局計劃發(fā)射ExoMars火星車，印度、阿聯(lián)酋計劃向火星送出探測器。

為何大家都選擇明年探測火星?這是因為，根據(jù)地球與火星位置關(guān)系，每26個月火星會有一次距離地球最近的機會，這也是發(fā)射火星探測器的最佳時間窗口。在這個時間點發(fā)射火星探測器，將節(jié)省大量燃料，縮短抵達的時間。2020年就將迎來一個窗口期，大約1個月左右。如果沒有把握好窗口，就只能再等兩年。

中國首次探測便要實現(xiàn)“繞”“落”“巡”三大任務(wù)，這在世界航天史上確實是絕無僅有的。據(jù)史料記載，此前只有美國在一次火星任務(wù)中同時完成“繞”和“落”，歐洲曾兩次嘗試“繞”和“落”，都以失敗而告終。中國計劃在一次火星任務(wù)中完成“繞”“落”“巡”，難度可想而知。

迄今為止，世界各國至少舉行了46次火星探測活動，其中只有20.5次取得成功，成功率不足45%，火星因此有“航天器墳場”之稱。而最危險的環(huán)節(jié)，在于進入火星軌道和著陸兩個階段。

什么時候“剎車”進入火星軌道，進入軌道的角度是多少，何時打開降落傘，何時切斷降落傘……每個環(huán)節(jié)都可謂步步驚心，都需要精準計算、毫秒不差。航天發(fā)燒友們都知道，航天器著陸的那7分鐘被稱為“恐怖7分鐘”。

這是因為，由于信號強度與距離的平方成反比，距離越遠信號越弱，同時地火的距離還帶來至少10分鐘的信號延時，探測器進入火星軌道和著陸的那段關(guān)鍵時間，只能依靠研究人員提前輸入的數(shù)據(jù)，由探測器進行自主判斷。

火星探測與月球探測最大的不同，就在于距離的懸殊。地月平均距離為38萬公里，而地火最近距離為5500萬公里，最遠為3億至4億公里，這對測控能力有極高的要求。曾有人這樣比喻：讓火星探測器精準著陸，相當于從巴黎擊出一只高爾夫球，落在東京的一個洞里。

雖然火星探測的難度非常大，但是中國已經(jīng)做了大量準備工作，數(shù)次成功的探月任務(wù)也奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)——首先，發(fā)射火星探測器需要大推力運載火箭，我國長征五號火箭已經(jīng)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)中實現(xiàn)了超過1億公里的測控;再次，探月取得的成功，幫助中國在著陸、巡視技術(shù)等領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。

那么，首次探測火星中國肩負了什么任務(wù)?歐陽自遠透露，一是探測火星上的生命活動信息，包括火星上現(xiàn)在生命的信息、過去是否存在過生命、火星生命生存的條件和環(huán)境等;二是對火星本體科學(xué)的研究，為研究火星積累資料;三是探討火星的長期改造與今后大量移民、建立人類第二個棲息地的前景，為人類社會的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

此前的探測表明，火星表面有很多古河床，證明以前有河流，然而如今表面并沒有天然水存在——歐陽自遠說，中國將探測火星地下水的分布。(儲棕荷)

關(guān)鍵詞： 探測火星