劉源隆

“自古以來(lái)人們對(duì)火星就沒(méi)有什么好印象，火星在歷史上沒(méi)有好名聲?！睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)，因?yàn)榛鹦鞘羌t色的，因此自古以來(lái)很多文明認(rèn)為它代表了血腥、戰(zhàn)爭(zhēng)、死亡和瘟疫。其實(shí)，火星的紅色來(lái)自它表土里的赤鐵礦?！盎鹦窃诘谒膫€(gè)跑道轉(zhuǎn)圈，地球在第三個(gè)跑道轉(zhuǎn)圈，很有規(guī)律，很守秩序，而且一直是這樣運(yùn)行的，所以火星是地球非常好的一個(gè)姐妹。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)笑言。

火星可能出現(xiàn)過(guò)生命

放眼整個(gè)人類(lèi)歷史發(fā)展，地球受到太多的自然威脅，包括生態(tài)環(huán)境的破壞等，未來(lái)很可能不再宜居了，所以人類(lèi)不能總是待在搖籃里面，得走出去探索，在太陽(yáng)系里找到另外一個(gè)天體，讓它變成人類(lèi)的第二個(gè)“家園”。

《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)：相比于月球探測(cè)，火星探測(cè)的難點(diǎn)在哪里？

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：第一是發(fā)射窗口問(wèn)題。月球探測(cè)器每一個(gè)月有一個(gè)發(fā)射窗口期;而火星探測(cè)器大約26個(gè)月才有一個(gè)發(fā)射窗口期。

第二是到達(dá)目標(biāo)的飛行距離。月球探測(cè)器的飛行距離大約38萬(wàn)公里，一般飛行4—5天?；鹦翘綔y(cè)器的飛行距離4.5億公里，飛行時(shí)間大約7個(gè)月。

第三是地球與火星的距離。這一距離是不斷變化的，由5500萬(wàn)公里—4億多公里，測(cè)控指令要有合理的提前時(shí)間量，在火星空間和火星表面的探測(cè)器才能按時(shí)執(zhí)行。測(cè)控指令到達(dá)月球大約1.3秒，可以即時(shí)發(fā)出，而對(duì)于火星需要提前3—28分鐘不等。

第四是火星探測(cè)器著陸的難度大。月球表面屬于超高真空，沒(méi)有氣候變化，著陸器和月球車(chē)著陸成功率比較高?；鹦菤夂蜃兓療o(wú)常，特別是沙塵暴期間，安全著陸難度增大?；鹦擒?chē)著陸采用各種氣動(dòng)減速和降落傘減速等軟著陸方式，使自己安全著陸。

《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)：探索火星的科學(xué)意義具體是什么？

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：當(dāng)代的深空探測(cè)已經(jīng)進(jìn)入月球探測(cè)是起點(diǎn)、火星探測(cè)是重點(diǎn)、小行星探測(cè)是熱點(diǎn)、木星與木星系探測(cè)是亮點(diǎn)的新階段?；鹦鞘翘?yáng)系的八大行星之一，在太陽(yáng)系家族中是與地球相似程度最高的行星，如自轉(zhuǎn)軸的傾斜角度，自轉(zhuǎn)周期，一年四季氣候變化，古河道、古湖泊的呈現(xiàn)，大氣層、電離層和磁層的演化等?；鹦堑钠鹪磁c演化的研究可以為地球和太陽(yáng)系的起源與演化提供有重大意義的科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)比較行星學(xué)和太陽(yáng)系演化學(xué)的發(fā)展。

此外，火星生命的探尋始終是火星探測(cè)的第一個(gè)科學(xué)目標(biāo)，科學(xué)家期望在太陽(yáng)系內(nèi)能找到第二個(gè)孕育有生命和生命活動(dòng)的天體?？茖W(xué)家相繼跟蹤火星上的水、甲烷，但都沒(méi)有找到生命活動(dòng)的痕跡。但中國(guó)科學(xué)家從新近降落的火星隕石中發(fā)現(xiàn)，隕石中微細(xì)的碳顆粒的碳同位素組成，具有生命來(lái)源的特征，證明火星在歷史上可能孕育和出現(xiàn)過(guò)生命。美國(guó)的“好奇號(hào)”火星車(chē)也發(fā)現(xiàn)火星巖石中的有機(jī)化合物，表明火星可能出現(xiàn)過(guò)生命。

天地聯(lián)合探火星

“天問(wèn)一號(hào)”由火星軌道器和火星表面巡視器——火星車(chē)組成，會(huì)完成發(fā)射、地火轉(zhuǎn)移、火星捕獲、火星停泊、離軌著陸和開(kāi)展科學(xué)探測(cè)6個(gè)階段的任務(wù)。2021年2月，“天問(wèn)一號(hào)”將到達(dá)火星，行程接近4.5億千米。

期待“天問(wèn)一號(hào)”全面完成科學(xué)探測(cè)目標(biāo)和任務(wù)，持續(xù)提高中國(guó)深空探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)月球與行星科學(xué)、太陽(yáng)系演化學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。

《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)：“天問(wèn)一號(hào)”發(fā)射成功，讓國(guó)人很激動(dòng)。這次“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)的任務(wù)有哪些？

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器的科學(xué)目標(biāo)為以下5項(xiàng)：1.研究火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征及其變化。探測(cè)火星全球地形地貌特征，獲取典型地區(qū)的高精度形貌數(shù)據(jù)，開(kāi)展火星地質(zhì)構(gòu)造成因和演化歷史研究。2.研究火星表面土壤特征與水冰分布。探測(cè)火星土壤種類(lèi)、風(fēng)化沉積特征和全球分布，搜尋水冰信息，開(kāi)展火星土壤剖面分層結(jié)構(gòu)研究。3.研究火星表面物質(zhì)組成。探測(cè)火星表面各類(lèi)巖石的化學(xué)成分、礦物組成與巖石類(lèi)型及其分布特征，探查火星表面次生礦物的化學(xué)組成、分布特征與形成環(huán)境。4.研究火星大氣層、電離層及表面氣候變化與環(huán)境特征。探測(cè)火星空間環(huán)境及火星表面氣溫、氣壓、風(fēng)場(chǎng)，研究天氣季節(jié)性變化規(guī)律。探測(cè)火星的電離層結(jié)構(gòu)并研究其成因。5.研究火星物理場(chǎng)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。探測(cè)火星磁場(chǎng)特性，開(kāi)展火星早期地質(zhì)演化歷史及火星內(nèi)部質(zhì)量分布和重力場(chǎng)研究。

《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)：2016年我們立項(xiàng)了這次的火星探測(cè)項(xiàng)目，至今也才4年多，我們的腳步這么快，是否得益于我們?cè)谠虑蛱綔y(cè)上積累的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)？

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：人類(lèi)開(kāi)展的深空探測(cè)，月球探測(cè)是起步，再進(jìn)一步探測(cè)太陽(yáng)系的行星、小行星，甚至開(kāi)展行星際的穿越探測(cè)。我國(guó)開(kāi)展的火星探測(cè)確實(shí)得益于我國(guó)月球探測(cè)的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)進(jìn)步，不斷地繼承、發(fā)展、創(chuàng)新與提高。

我國(guó)的深空探測(cè)一般都具有五大科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)：火箭運(yùn)載系統(tǒng)已經(jīng)從長(zhǎng)征三號(hào)發(fā)展到長(zhǎng)征五號(hào)火箭;探測(cè)器系統(tǒng)由繞月探測(cè)器，提高到火星軌道探測(cè)器，月球車(chē)提升到火星車(chē)探測(cè);38萬(wàn)公里的測(cè)控系統(tǒng)能力提高到將近4億公里的測(cè)控能力;地面應(yīng)用系統(tǒng)，從全部接收月球科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)的能力，提升到4億公里左右距離的全部火星探測(cè)數(shù)據(jù)的能力;探測(cè)儀器設(shè)備的制作能力不斷提高，適合各類(lèi)天體的環(huán)境和科學(xué)目標(biāo)的需求?？梢哉f(shuō)，中國(guó)已經(jīng)具備向太陽(yáng)系的星辰大海挺進(jìn)的能力！

《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)：和蘇聯(lián)、美國(guó)以及歐洲對(duì)于火星的探測(cè)任務(wù)相比，我們的探測(cè)會(huì)有哪些不同？

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：我們這次的火星探測(cè)任務(wù)是“火星軌道器+火星車(chē)”組合協(xié)同工作，也就是說(shuō)，天地聯(lián)合探測(cè)火星是我們最大的特色。其中，火星軌道器在天上圍繞火星運(yùn)行，通過(guò)環(huán)繞遙感探測(cè)，可以對(duì)火星表面和大氣進(jìn)行綜合性全面調(diào)查;火星車(chē)通過(guò)軟著陸在地面上運(yùn)行，巡視探測(cè)，可獲得著陸區(qū)的氣象特征、地形地貌、火星地質(zhì)構(gòu)造、表面巖石類(lèi)型、土壤種類(lèi)和地下水分布等數(shù)據(jù)，為火星資源環(huán)境和科學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料。

而其他國(guó)家，要么就發(fā)一個(gè)軌道器，要么就發(fā)一個(gè)火星車(chē)，要么發(fā)一個(gè)著陸器，上面放儀器探測(cè)器，比如美國(guó)的火星探測(cè)計(jì)劃就是借助“好奇號(hào)”火星車(chē)將一個(gè)配有高精度儀器的巨大實(shí)驗(yàn)室搬到火星。

我們要飛得更遠(yuǎn)

登陸月球和火星只是人類(lèi)探索太空的一小步，火星著陸巡視，火星取樣返回，小行星探測(cè)，木星及其他行星的穿越，木星衛(wèi)星的探測(cè)等，是中國(guó)未來(lái)10年要完成的任務(wù)。

我們要飛得更遠(yuǎn)，我們也有能力飛得更遠(yuǎn)。

《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)：這次火星探測(cè)任務(wù)是否標(biāo)志我國(guó)將開(kāi)啟深空探測(cè)的全新階段，未來(lái)在深空探測(cè)方面我們的計(jì)劃有哪些？

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：這次“天問(wèn)一號(hào)”發(fā)射成功以后所開(kāi)展的火星探測(cè)具有一個(gè)鮮明的特點(diǎn)，那就是火星軌道器對(duì)火星進(jìn)行全球性與綜合性的探測(cè)和火星車(chē)對(duì)火星局部進(jìn)行詳細(xì)勘測(cè)，這樣就構(gòu)成了在火星的天上和地上開(kāi)展聯(lián)合探測(cè)。

我國(guó)對(duì)下一步的探測(cè)也提出了一些初步的設(shè)想。我們將實(shí)施火星探測(cè)與火星采樣返回;近地小行星與小行星帶的小行星與彗星探測(cè)及其采樣返回;木星與木星的衛(wèi)星系統(tǒng)探測(cè)和太陽(yáng)系行星際空間穿越探測(cè)等。這些計(jì)劃都是要向太陽(yáng)系的星辰大海挺進(jìn)，將為我國(guó)基本實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化做出重大貢獻(xiàn)。

《小康》·中國(guó)小康網(wǎng)：今年年底“嫦娥五號(hào)”即將發(fā)射，如果發(fā)射成功，我們是否就具備了從月球返回的能力？那么載人登月和載人登陸火星的計(jì)劃是否是下一階段的目標(biāo)？

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：2020年年底，我國(guó)將發(fā)射“嫦娥五號(hào)”，實(shí)施月球表面取樣返回地球?！版隙鹞逄?hào)”落月后，將開(kāi)展電鏟鏟取著陸位置周?chē)耐寥篮蛶r石碎塊與碎屑。著陸器上裝備有一臺(tái)自動(dòng)取樣鉆孔機(jī)，獲取2米深的保持原土壤層的層序和結(jié)構(gòu)柱狀樣品?！版隙鹞逄?hào)”將從月球帶回重量大約2千克的樣品，供科學(xué)研究、永久保存、科普展覽、國(guó)家禮品等使用。我們已經(jīng)組織全國(guó)相關(guān)的各種類(lèi)型的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，發(fā)揮各自的特色與優(yōu)勢(shì)開(kāi)展月球巖石和土壤的系統(tǒng)與精細(xì)研究。

“嫦娥五號(hào)”鏟取和鉆取的全部樣品，都將在現(xiàn)場(chǎng)編號(hào)與封裝，完好保存在“嫦娥五號(hào)”的返回艙內(nèi)。然后，“嫦娥五號(hào)”著陸器攜帶的上升器與返回艙在月面起飛，與月球近空飛行的飛船交會(huì)對(duì)接，飛船攜帶返回艙返回到地球的大氣層上空將返回艙分離。返回艙進(jìn)入地球大氣層，最后打開(kāi)降落傘，著陸在內(nèi)蒙古自治區(qū)的四子王旗。地面應(yīng)用系統(tǒng)人員在著陸現(xiàn)場(chǎng)接收返回艙內(nèi)的全部月球樣品。

這次發(fā)射將為我國(guó)載人登月和月球基地建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，人類(lèi)將開(kāi)啟重返月球的新征程，并孕育出月球科學(xué)的新突破，最終形成人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用月球的能力。關(guān)于載人登月和載人登陸火星，各個(gè)航天大國(guó)都有一些愿景安排，但是都沒(méi)有提出明確的時(shí)間表。