這就是中國優(yōu)勢(shì) | 科技優(yōu)勢(shì)（五）天問落火：中國成第二個(gè)登陸火星的國家

【導(dǎo)語】“可上九天攬?jiān)?，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還?！边@是一種豪情與詩意，也是當(dāng)今中國正創(chuàng)造的奇跡。中國人對(duì)未知的好奇、對(duì)探索的渴望、對(duì)困境的思考以及對(duì)美好未來的期待，推開了一扇扇嶄新世界的大門：空間探測(cè)、生物醫(yī)藥、人工智能、量子科學(xué)……中國科技創(chuàng)新的步伐從未停止。正如習(xí)近平總書記所說，一切偉大成就都是持續(xù)奮斗的結(jié)果，一切偉大事業(yè)都需要在繼往開來中推進(jìn)。新時(shí)代必將是大有可為的時(shí)代。

火星是太陽系中除地球之外最適宜人類居住的行星，探索火星是無數(shù)科幻小說的題材，也是無數(shù)航天人的夢(mèng)想。2021年5月15日，中國首次自主火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”著陸巡視器攜帶“祝融號(hào)”火星車成功降落于火星烏托邦平原南部，實(shí)現(xiàn)中國航天從地月系到行星際探測(cè)的跨越，中國成為第二個(gè)成功著陸火星的國家，也向世界宣告中國在行星探測(cè)領(lǐng)域已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

2020年7月23日，長征五號(hào)遙四號(hào)運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，實(shí)施中國首次火星探測(cè)任務(wù)——天問一號(hào)任務(wù)。（圖源：新華社）

火星上首次留下中國印跡

就像對(duì)月球的憧憬一樣，中國航天人對(duì)火星的興趣一直都在。中國月球探測(cè)工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)曾多次表示，幾百年后，火星或許會(huì)被改造為人類的“第二家園”。

然而，想要成功探測(cè)火星絕非易事?；鹦翘綔y(cè)面臨行星際空間環(huán)境、火星稀薄大氣、火面地形地貌等挑戰(zhàn)，同時(shí)受遠(yuǎn)距離、長時(shí)延的影響，著陸階段存在環(huán)境不確定、著陸程序復(fù)雜、地面無法干預(yù)等難點(diǎn)。自1960年以來，多個(gè)國家先后進(jìn)行了近50次火星探測(cè)項(xiàng)目，殘酷的是，約有三分之二的探測(cè)器，尤其是早期發(fā)射的探測(cè)器，幾乎都未能成功完成任務(wù)，火星亦因此有了“航天器墳場(chǎng)”之稱：

1996年，俄羅斯“火星96”發(fā)射時(shí)發(fā)生爆炸;

1998年，日本“希望號(hào)”入軌失敗;

1999年，美國“火星極地著陸者”著陸時(shí)墜毀;

2003年，英國“獵兔犬2號(hào)”著陸后失蹤……

盡管屢屢遭受挫折，但人類探索火星的腳步從未停止過。中國首次火星探測(cè)任務(wù)于2016年正式批復(fù)立項(xiàng)，雖然起步相對(duì)較晚，但從立項(xiàng)開始就瞄準(zhǔn)當(dāng)前世界先進(jìn)水平任務(wù)確定任務(wù)目標(biāo)，再加上完整的航天工業(yè)體系及中國航天人的不懈努力，中國火星探測(cè)計(jì)劃可謂進(jìn)展神速。

2020年7月23日，天問一號(hào)火星探測(cè)器搭乘長征五號(hào)遙四號(hào)運(yùn)載火箭從海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)升空，經(jīng)歷202天4.75億千米的深空飛行后，于2021年2月10日與火星交會(huì)，成功實(shí)施捕獲制動(dòng)進(jìn)入環(huán)繞火星軌道。對(duì)預(yù)選著陸區(qū)進(jìn)行了三個(gè)月的詳查后，天問一號(hào)探測(cè)器于5月15日成功軟著陸于火星烏托邦平原南部。5月22日，“祝融號(hào)”火星車駛達(dá)火星表面，開始在軌測(cè)試和巡視探測(cè)，就此開啟了中國深空探測(cè)的步伐。截至2022年6月29日，天問一號(hào)任務(wù)環(huán)繞器和火星車均完成既定科學(xué)探測(cè)任務(wù)。

2020年10月1日，天問一號(hào)在宇宙深空中的飛行照片首次曝光。（圖源：中國航天科工）

在中國航天發(fā)展史上，天問一號(hào)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了6個(gè)首次：首次實(shí)現(xiàn)地火轉(zhuǎn)移軌道探測(cè)器發(fā)射;首次實(shí)現(xiàn)行星際飛行;首次實(shí)現(xiàn)地外行星軟著陸;首次實(shí)現(xiàn)地外行星表面巡視探測(cè);首次實(shí)現(xiàn)4億公里距離的測(cè)控通信;首次獲取第一手的火星科學(xué)數(shù)據(jù)。

在世界航天史上，天問一號(hào)不僅在火星上首次留下中國人的印跡，而且通過一次發(fā)射完成火星環(huán)繞、著陸和巡視三大探測(cè)任務(wù)，這在世界航天史上尚屬首次。據(jù)了解，美國“海盜一號(hào)”、“海盜二號(hào)”探測(cè)器也僅僅是通過一次發(fā)射實(shí)現(xiàn)了環(huán)繞和著陸兩種探測(cè)目標(biāo)。

對(duì)于天問一號(hào)的偉大突破，國際社會(huì)給予了高度評(píng)價(jià)。法新社指出，中國在追趕美俄兩大太空強(qiáng)國的道路上又邁進(jìn)了一大步，路透社則表示，1970年才發(fā)射首顆衛(wèi)星，2003年就實(shí)現(xiàn)首次太空飛行，2021年首次登陸火星，中國航天的發(fā)展速度比任何國家都快了很多。

天問一號(hào)在火星上有新發(fā)現(xiàn)

天問一號(hào)任務(wù)經(jīng)過近兩年的飛行和探測(cè)，火星車和環(huán)繞器配置的13臺(tái)科學(xué)載荷共獲得約1040GB的原始科學(xué)數(shù)據(jù)，中國科學(xué)家們通過研究分析，陸續(xù)發(fā)表了新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科研成果。

天問一號(hào)著陸火星首批科學(xué)影像圖公布，由祝融號(hào)火星車拍攝的“著巡合影”圖。（圖源：國家航天局）

發(fā)現(xiàn)火星近期水活動(dòng)跡象

中科院國家空間科學(xué)中心劉洋團(tuán)隊(duì)基于祝融號(hào)火星車獲取的短波紅外光譜和導(dǎo)航與地形相機(jī)數(shù)據(jù)，在著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)了巖化的板狀硬殼層，透過分析光譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這些類似沉積巖的板狀硬殼層富含含水硫酸鹽等礦物。

研究團(tuán)隊(duì)推斷，這些富含硫酸鹽的硬殼層可能是由地下水涌溢或毛細(xì)作用蒸發(fā)結(jié)晶出的鹽類礦物膠結(jié)了火星土壤后經(jīng)巖化作用形成，這也標(biāo)志著祝融號(hào)實(shí)現(xiàn)了國際上首次利用巡視器上的短波紅外光譜儀在火星原位探測(cè)到含水礦物。

已有研究認(rèn)為，火星在亞馬遜紀(jì)時(shí)期氣候寒冷干燥，液態(tài)水活動(dòng)的范圍和程度極其有限。祝融號(hào)在地質(zhì)年代較為年輕的著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)水活動(dòng)的跡象顯示，亞馬遜紀(jì)時(shí)期的火星水圈可能比以往認(rèn)為的更加活躍，也就是說，火星在亞馬遜紀(jì)時(shí)期的水活動(dòng)可能比以前認(rèn)為的更活躍。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)理解火星的氣候環(huán)境演化歷史具有重要意義，并可供未來載人火星探測(cè)的原位資源利用。

天問一號(hào)近期拍攝的火星影像（圖源：國家航天局）

祝融號(hào)著陸點(diǎn)更具火星地貌特征

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/機(jī)電工程學(xué)院教授丁亮及其同事分析了“祝融號(hào)”在前60個(gè)火星日收集的著陸點(diǎn)區(qū)域測(cè)量結(jié)果，其著陸點(diǎn)相較其他火星著陸點(diǎn)具有更強(qiáng)的火星地貌特征，其地表由風(fēng)或水塑造。初步發(fā)現(xiàn)表明，祝融號(hào)將有望對(duì)火星北半球低地的表面環(huán)境演化帶來見解。

據(jù)介紹，天問一號(hào)探測(cè)器和祝融號(hào)去年5月在火星北半球的烏托邦平原低洼地區(qū)著陸，該平原直徑3200公里，為火星上最大的平原，其本是一處火山地區(qū)，歷史可追溯到約33.2億至33.6億年前?？茖W(xué)家推測(cè)，該平原曾經(jīng)可能存在過大量液態(tài)水體或冰，因火星北半球可能存在“古海洋”，而其位于推測(cè)的古海岸線內(nèi)，故剖析其地形地貌、物質(zhì)成分，對(duì)探索其地質(zhì)演化歷史、驗(yàn)證火星“古海洋”假說意義非凡。

2030年或?qū)崿F(xiàn)火星采樣返回

天問一號(hào)環(huán)繞器與火星合影（圖源：國家航天局）

根據(jù)中國行星探測(cè)工程的整體規(guī)劃，到2030年前后，中國將以火星探測(cè)為主線，開展小行星探測(cè)、火星取樣返回和木星探測(cè)等任務(wù)。

針對(duì)未來的深空探測(cè)計(jì)劃，中國探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁今年3月表示，中國還會(huì)有天問二號(hào)、天問三號(hào)、天問四號(hào)等等陸續(xù)出臺(tái)。中國準(zhǔn)備在2030年之前實(shí)現(xiàn)火星采樣返回，這比月球采樣返回的難度大很多，首先要解決的問題就是要研制更大推力的運(yùn)載火箭。后續(xù)，中國還準(zhǔn)備進(jìn)行太陽系邊際探測(cè)，希望在2049年完成100個(gè)天文單位，到達(dá)距離地球150億公里的地方。他說，中國的深空探測(cè)會(huì)長期持續(xù)，“能走多快走多快，能走多遠(yuǎn)走多遠(yuǎn)”。

此外，中國航天科技集團(tuán)一院院長王小軍在2021年全球航天探索大會(huì)上，透露了中國未來載人火星探測(cè)發(fā)展路線設(shè)想，并公布了載人火星探測(cè)任務(wù)的出發(fā)時(shí)間為2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等。在開始載人探測(cè)前，中國將進(jìn)行機(jī)器人火星探測(cè)，進(jìn)行火星基地選址考察、原位資源利用系統(tǒng)建設(shè)等。

當(dāng)然，中國的火星計(jì)劃還有諸多關(guān)鍵技術(shù)難題。但就像中國首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)總設(shè)計(jì)師張榮橋所說，“我們對(duì)宇宙的認(rèn)知和了解仍然很膚淺。我們應(yīng)該看到，搖籃之外的世界，無限廣闊。創(chuàng)新永無止境。”天問一號(hào)拉開火星探測(cè)的序幕，而中國的深空探測(cè)還將眼光放向更遠(yuǎn)的星球，讓我們期待下一次璀璨之光！

(資料來源：國家航天局、新華社、央視新聞、人民日?qǐng)?bào)、澎湃新聞、中國航天報(bào))