珠海航展中展出的我國未來火星探測器模型

核心提示：在2014年的珠海航展上，2號航天館大廳中央展出了火星探測器系統(tǒng)實體模型：銀光閃亮的火星著陸巡視器、伸展著8個支架的著陸器以及“飛翔”在空中的火星探測環(huán)繞器，吸引了國內(nèi)外眾多關注，國人甚至在網(wǎng)上還興起了一輪為中國火星探測器取名字的討論熱潮。

那么，人類為什么要探測火星？目前已經(jīng)取得了哪些探測進展？中國未來的火星探測之路將怎么走？

深空探測價值幾何

深空探測是指航天器脫離地球引力場，進入太陽系空間或更遠的宇宙空間進行探測?，F(xiàn)在世界范圍內(nèi)的深空探測主要包括對月球、金星、火星、木星、小行星等太陽系星體。

當下，由克里斯托弗·諾蘭導演、火爆熒屏的電影《星際穿越》，憑借超震撼的視覺效果和對浩瀚宇宙的無限想象，在全球范圍內(nèi)又掀起一輪宇宙探索新熱潮。

生存！從非電影的角度來看，《星際穿越》揭示了人類深空探測的一大原因：為未來地球上的人類尋找適合生存的空間。因為自然環(huán)境比較接近，火星可能是人類進行太空移民的第一選擇。而人類移民火星需要漫長的時間來實現(xiàn)，如果沒有現(xiàn)在的基礎探索，真到了未來危機出現(xiàn)的那一天，我們還來得及嗎？

此外，技術牽引、輻射與帶動，經(jīng)濟、社會價值與人民福祉，國家夢想、尊嚴與地位，這些看似遠離個體但又不可替代的內(nèi)容，也是深空探測的意義所在。而火星，這個已知和地球自然條件最接近的星球，一直是人類深空探測的最佳目標。

各國火星探測水平參差不齊

火星是太陽系八大行星之一，也是除了金星以外，距離地球最近的行星。火星赤道平面與公轉軌道平面的交角非常接近于地球，這使它也有類似地球的四季交替。同時，火星的自轉周期為24小時37分，這使火星上的一天幾乎和地球上的一樣長。到目前為止，火星是除了地球以外人類了解最多的行星。

截至2014年，全世界共有美國、蘇聯(lián)/俄羅斯、歐洲、日本、印度、中國等國家和地區(qū)開展過43次火星探測嘗試，有超過30枚探測器到達過火星。

相對于月球探測來說，火星探測具有發(fā)射窗口少、火箭推力要求高、飛行時間長、測控通信困難、著陸困難等特點。這些特點使得人類的火星探測之路充滿了坎坷，大約2/3的探測器，特別是早期發(fā)射的探測器，都沒有能夠成功完成它們的使命。

目前，在世界火星探測的國家隊中，綜合實力呈現(xiàn)階梯式分布態(tài)勢。美國、俄羅斯無疑是第一梯隊，采用了系列化、多批次、漸進式發(fā)展模式，兩國無論是是在發(fā)射次數(shù)、成功概率還是在技術水平、取得成果方面都遙遙領先，積累了豐富的經(jīng)驗和教訓。

而今年剛剛實現(xiàn)火星探測的印度只能算是一個初來乍到的“新兵”。受整體航天實力的制約，印度此次火星探測任務中使用的極地軌道運載火箭近地軌道運載能力只有3噸，迫使探測器采用極其復雜和耗時的方式進入火星軌道?；鸺\載能力不足是印度火星探測的一大軟肋。

此外，為了達到飛抵火星的目的，印度“曼加里安”探測器進行了最大限度的簡化，只能執(zhí)行繞火星飛行任務，其攜帶的有效載荷總質量僅為15公斤，僅可執(zhí)行單一的火星光學成像、氣候環(huán)境等任務，而這些都是美國、俄羅斯火星探測器早已經(jīng)完成過的任務。

中國如何走火星探測之路

中國何時開展火星探測？雖然目前官方尚未公布明確的計劃，但從本屆珠海航展上中國航天科技集團公司展臺上播出的探火宣傳片中可略知一二。宣傳片中顯示，中國將在2020年前后實現(xiàn)火星著陸巡視。而在此前，中國航天科技集團公司五院月球探測總指揮顧問兼總設計師顧問、中科院院士葉培建也曾多次在政協(xié)會議上呼吁，中國應盡快開展火星探測。中國航天科技集團公司一院運載火箭系列原總設計師兼總指揮、中國工程院院士龍樂豪在接受記者采訪時也表示，中國火箭的運載能力能夠滿足火星探測任務要求。

中國未來如何實施火星探測？從珠海航展公開展出的模型看，未來的中國火星探測器系統(tǒng)由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，整個系統(tǒng)的起點與技術含量非常高。從國際上探火的相關技術裝備出發(fā)，可以這樣設想，環(huán)繞器將攜帶著陸巡視器完成地火轉移飛行和近火制動，進入近火軌道后擇機釋放著陸巡視器，開展環(huán)繞科學探測，并為巡視器提供中繼通信鏈路。著陸巡視器將利用降落傘加軟支腿，實現(xiàn)火星表面的軟著陸，并分離釋放火星車，開展巡視科學探測。從而實現(xiàn)火星環(huán)繞探測和巡視探測，獲取自主火星探測科學數(shù)據(jù)，實現(xiàn)深空探測技術的跨越。

珠海航展上公布的信息顯示，中國未來的火星探測計劃將一次完成“繞”、“落”、“巡”三大組合任務，呈現(xiàn)一次有限投入、達成多項研究目標的鮮明特點。截至目前，國外的火星單次探測都只是完成了其中一個環(huán)節(jié)。這意味著未來我國的火星探測計劃既不會沿襲美國、俄羅斯、歐洲等國家和地區(qū)的火星探測老路，也不會像印度那樣為了獲得亞洲第一的頭銜而“輕裝上陣”，而是按照國情和自己的節(jié)奏，遵循有所為、有所不為發(fā)展原則，走高起點、低投入、重含量、重效益，有限、適度發(fā)展的中國特色火星探測之路。

宇航先驅康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基的墓志銘上鐫刻著這樣一句話：“地球是人類的搖籃，但是人類不能永遠生活在搖籃里，開始他將小心翼翼地穿出大氣層，然后便去征服太陽系?！?/p>

在浩瀚的宇宙中，地球就像一個孤獨的孩子。太空中還有“別人”嗎？從第一個仰望星空的人開始，人類就沒有停止過對地球外生命的探索。而火星這個神秘而又充滿誘惑的地球鄰居，終究會迎來中國人的敲門聲?。▎挝慕?李東昊/文 逢春/攝）