金　微

2009年5月28日，在第三屆上海航展上，一個名為“螢火一號”的探測器成為焦點(diǎn)中的焦點(diǎn)，這就是我國自主研制的首個火星探測器模型，它體重僅110公斤，本體長75厘米、寬75厘米，高60厘米，在展位上顯得有些小巧玲瓏。

“火星在古代被稱為‘熒惑，中國第一顆火星探測器取其諧音，命名為‘螢火一號?！敝卸砺?lián)合火星探測副總設(shè)計(jì)師陳昌亞博士解釋“螢火一號”的來歷時這樣說道，“別看它重量輕，但五臟俱全，它將攜帶照相機(jī)、磁強(qiáng)計(jì)等八件武器，肩負(fù)我國首次地外行星空間環(huán)境探測的重任?！?/p>

上海航天局負(fù)責(zé)人透露，“螢火一號”已通過各項(xiàng)試驗(yàn)考核和驗(yàn)證，現(xiàn)已轉(zhuǎn)入“待發(fā)”狀態(tài)。今年10月，它將搭乘俄羅斯運(yùn)載火箭飛向太空，踏上前往火星的漫漫征途。與“嫦娥一號”到達(dá)月球38.4萬公里的距離相比，“螢火一號”的運(yùn)行距離是它的900倍——3.56億公里，在飛行11個月后才能到達(dá)火星軌道并開展科學(xué)探測。

我國火星探測計(jì)劃早在2006年就提出，2007年6月，中俄正式簽署商務(wù)合作協(xié)議——兩國于2009年10月聯(lián)合開展火星探測。

“火星每兩年才靠近地球，今年發(fā)射正好是一個機(jī)會”。陳昌亞說，根據(jù)中俄合作協(xié)議，“螢火一號”探測器將與俄羅斯“福布斯－格朗特”著陸探測器共同搭乘俄方運(yùn)載火箭升空。此后，“螢火一號”與“福布斯”將分道揚(yáng)鑣，“福布斯”轉(zhuǎn)途探測火衛(wèi)1，并登陸采集火衛(wèi)1的土壤返回地球，而“螢火一號”則進(jìn)入繞火星的橢圓形軌道，在火星大橢圓軌道上，展開太陽帆板，正式開始履行它的火星探測使命。

“它將探測火星的空間環(huán)境、探測研究火星表面水的消失機(jī)制、揭示類地行星的空間環(huán)境演化特征?！鄙虾：教炀滞嘎段灮鹛柕脑O(shè)計(jì)壽命為2年(在軌運(yùn)行1年)，此次探測是我國火星探測“繞、落、回三步走”項(xiàng)目計(jì)劃中的第一步———“繞”。

“螢火一號”的兩個相機(jī)將對火星和火衛(wèi)1進(jìn)行拍照，陳昌亞說：“探測器會把收集的各種科學(xué)數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)不斷傳回給我國的地面科研人員?！睂脮r，它將從火星發(fā)來第一次屬于中國的問候。但是，“螢火一號”甓成使命后將不會返回它的故鄉(xiāng)，而是永遠(yuǎn)地留在浩瀚的太空。

中俄合作與時間賽跑

目前，“螢火一號”已做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，即將運(yùn)往莫斯科，中俄兩國科研人員將對它進(jìn)行聯(lián)合測試，然后運(yùn)往哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努航天發(fā)射中心進(jìn)行發(fā)射。

從2007年6月中俄正式簽署合作協(xié)議到今年10月探測器正式發(fā)射，研制時間只有兩年多，上海衛(wèi)星工程研究所在接到任務(wù)后開始和時間展開賽跑?！拔灮鹨惶枴碧綔y器在今年6月出廠，只用了23個月的時間?！斑@在航天界算是一個奇跡”，陳昌亞的語氣充滿了自豪。

“一般衛(wèi)星的設(shè)計(jì)至少要三年，火星探測器少說也得五年，我們加班加點(diǎn)工作，完全是把兩年當(dāng)作四、五年來用?！睘榱恕拔灮鹨惶枴钡难兄?，今年大年初一時陳昌亞還帶領(lǐng)工作人員到北京科學(xué)院空間中心進(jìn)行單機(jī)和系統(tǒng)的測試。

雖然俄羅斯為我們提供了很多幫助，但也因此帶來了局限。“由于這次是俄方設(shè)計(jì)的軌道，這給我們探測器的研究增加了許多要求，我們必須面對“長火影”(長期火星陰影)。”陳昌亞介紹，國際上的火星探測器一般不走赤道這種軌道，但由于與俄羅斯探測器捆綁在一起，因此這種探測器要到火衛(wèi)1必須借助赤道軌道尋機(jī)著陸，而將“螢火一號”仍留在大橢圓赤道軌道上，從而將面臨探測史上最長的8.8小時“長火影”。

5大技術(shù)難題最終攻破

如今，深冷環(huán)境適應(yīng)技術(shù)、活動部件及電子器件休眠－喚醒技術(shù)、姿控自主控制、深空測控技術(shù)、整星磁清潔控制技術(shù)等五項(xiàng)技術(shù)難關(guān)均已闖過，在23個月內(nèi)解決了這些難題，也創(chuàng)造了國內(nèi)航天研究史的多項(xiàng)第一。

“目前，‘螢火一號已經(jīng)按照環(huán)境條件完成了所有試驗(yàn)，一切正常。”螢火一號是繼神舟載人飛船、嫦娥探月工程后，我國又一重大航天科學(xué)計(jì)劃，它將成為中國航天史的新里程碑?！八鼤游覈羁仗綔y技術(shù)的發(fā)展，為深空其他行星的探測打下基礎(chǔ)?！标惒齺喺f。

中國自主探測火星還需20年

火星有沒有水?火星有沒有生命?為了解開這些謎題，人類自進(jìn)入航天時代以來，已向火星發(fā)射了30多個各類探測器。今年10月，中國也將加入探測火星的隊(duì)伍，向火星發(fā)射“螢火一號”。但真正實(shí)現(xiàn)“繞，落，回”三步計(jì)劃，還有很長的路要走。

“在航天界，火星有航天器的墳?zāi)怪Q”，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院焦維新教授說，火星探測初期有三分之二的探測器都以失敗告終。

“螢火一號”在科技部立項(xiàng)時，焦維新是評審專家之一，他說：“首先要解決運(yùn)載火箭的難題，要讓探測器脫離地球引力必須達(dá)到第二宇宙速度11.2公里／秒，這樣才能確保探測器不奔向其他天體”，焦維新指出，而目前中國運(yùn)載“嫦娥”的火箭的速度只有10.9公里／秒。

不過，焦維新指出，單從切入軌道而言，俄羅斯現(xiàn)在已能做到百分之百成功，由他們幫“螢火一號”切入火星軌道應(yīng)該不成問題。

中俄聯(lián)合火星探測副總設(shè)計(jì)師陳昌亞則指出另一難題——探測器的信號對地面指揮尤其重要?！耙坏┎东@探測器的信號，就像聽到新生嬰兒落地一樣?！钡诿ＣＬ眨盘柺治⑷?，“沒有信號就無法判斷探測器是否進(jìn)入軌道，也無法對探測器飛行作出調(diào)整。”焦維新說，這需要建立深空探測網(wǎng)，但中國還沒有建立起像美國那樣覆蓋全球的深空探測網(wǎng)。“僅靠我們自己的國土現(xiàn)有的探測網(wǎng)和少量的探測船是不夠的。”

對于中國何時能自主探測火星，焦維新認(rèn)為恐怕還要20年?！安粌H需要研制自己的運(yùn)載火箭、還要有自己的深空探測網(wǎng)，提高探測器的跟蹤通訊能力，這里有很多技術(shù)問題，需要一步步探索。”