火星“争夺战”开打 中国“天问一号”成功发射

火星“争夺战”开打 中国“天问一号”成功发射

　　五月份中国载人航天工程取得进展后，七月份中国航天领域再添喜事。北京时间7月23日12点41分左右，中国长征五号遥四运载火箭在中国海南省文昌发射中心发射升空，此次火箭搭载的是天问一号火星探测器，这是中国首次自主探测火星。据悉天问一号探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过刹车完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。

　　天问一号，取自于中国战国时期诗人屈原写的一首长诗别名《楚辞天问》，该诗从天地分离，阴阳变化，日月星辰等自然现象，提出对天地自然和人世间一切事物现象的发问表达了对真理的追求。

　　刚刚起步的中国火星探测

　　天问一号之前，中国曾有过一次火星探测尝试。2011年11月9日，中国首颗火星探测器萤火一号同俄罗斯福布斯－土壤探测器在位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭乘俄运载火箭发射升空。彼时离地球最近的月球探测（中国探月计划始于2004年）才启动6年，包括火星在内的深空探测技术尚不成熟，特别是缺乏合适的大推力运载火箭，中国只能与技术更为先进的俄国合作。但是由于在发射过程中，俄罗斯探测器福布斯－土壤探测器未能成功变轨，以至于两个探测器未能脱离地球轨道，该次探测以失败告终。

　　这次失败让中国航天人看到了关键领域技术自主的重要性，加速了大推力运载火箭等关键技术的突破。2016年11月3日，长征五号遥一火箭成功首飞，由此中国的大推力火箭发展取得一定进展。同时中国火星探测任务也与当年1月11日获批准立项，中国启动了探测火星的第二次尝试。

　　直到2019年中国官方才再次通报火星探测进展，2019年10月11日，中国火星探测器首次公开亮相，暂命名为火星一号，并计划于2020年发射。2019年11月14日，中国火星探测任务首次公开亮相，计划2020年择机实施。2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为天问系列，首次火星探测任务被命名为天问一号。

　　7月23日，如开篇所述，天问一号成功升空。据了解火星车上搭载了6种有效载荷，包括地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪、表面磁场探测仪、气象测量仪，为完成火星表面巡视探测科学任务提供了保证。同时，为了适应火星地表的特殊环境，火星车还具备环境感知、障碍识别、局部路径规划及多轮运动协调控制等功能。

　　为什么选择火星？

　　太阳系有八大行星，从内到外分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。金星、火星同属于离地球最近的行星，是航天大国的主要探测目标。虽然金星有着与地球相似的地表指标，即，金星的质量是地球的82%，体积是地球的87%，重力是地球的90%，各方面跟地球十分接近，是所有行星中与地球最为接近的。但火星却被多国选中成为最为热门的行星旅行地，为什么？

　　第一，环境可适应性好。虽然火星地表指标不如金星，即质量是地球的11%，体积是地球的15%，重力是地球的38%。但是火星环境最为接近地球，表面平均温度零下55℃;大气密度相当于地球的1%，在太阳系中大气条件最为接近地球;而且火星表面光照不太弱，昼夜与地球相当，太阳能也可用。

　　第二，可达性好。如前文所述，在太阳系的行星中，火星距离地球近，基于人类现有的空间探测器投送能力，可以实现环绕和着陆，而且探测周期比较合适。

　　第三，火星上有液态水，这点极为重要。科学家们曾在火星表面发现过一个地下盐水湖，这座湖存在于火星南极冰盖之下，直径约20千米。而此前，也有相关研究证明火星上有大量干涸的河谷以及湖泊，科学家甚至在小溪中发现了很多鹅卵石，根据这个信息科学家们甚至推测出了当时小溪的流动速度和深度。由此也有科学家推测火星可能存在生命，但目前尚未有直接证据。

　　中国之外国家的火星探索

　　2020年的火星探测除了中国外，还有美国和阿联酋。7月20日，阿联酋首个火星探测器希望号成功发射。不出意外美国的毅力号近日也将出发。之所以三个国家最近相继发射发射火星探测器，是因为2020年是火星年，会出现一个窗口期，根据地火在太阳系的相对运动关系，约26个月出现一次从地球发射探测器到火星的机会，这就是所谓的窗口期，一旦错过就需要等待两年多。这也足见火星探索的艰难，那么在这样的背景下，全球火星探索取得什么进步？各国国家又发展到哪个阶段呢？

　　目前全球有过火星探索实践的有前苏联、美国、印度(专题)，正在实践的有中国、阿联酋。

　　前苏联是第一个向火星发射探测器的国家。早在1960年10月10日，前苏联就向火星发射了第一枚探测器火星1A号。四天后第二枚火星探测器升空，但这两次均以失败告终。之后也先后发射了火星1号等许多不具名探测器，也都相继失败。直到1971年5月19日和5月28日先后发射火星2号和火星3号，其中火星2号于1971年11月27日成功到达火星，并进入环绕火星轨道，成为有史以来第一个成功抵达火星的人造物。火星3号于12月2日到达火星，成功进入环绕火星轨道，并释放着陆器，其着陆器成为有史以来第一个成功在火星表面软着陆的探测器。在此之后前苏联，甚至其主要继承国俄罗斯曾继续尝试发射火星探测器，但成果寥寥。

　　美国是前苏联之后第二个向火星发射探测器的国家。1964年美国先后向火星发射了两枚探测器水手3号和水手4号，水手3号于1964年12月5日发射升空，是美国发射的第一枚火星探测器，但因发射过程中太阳板未能正确打开，导致电能耗尽后探测器与地面失去联系，该次发射以失败告终。水手4号于1964年12月28日发射升空，是有史以来第一枚掠过火星并发回探测数据的探测器。随后美国发射了水手6号、水手7号、水手8号、水手9号。结果也不如意。

　　直到1975年，美国再次发射维京号探测计划，成为人类史上最为成功的火星探测计划之一。维京1号于1975年8月20日发射升空，着陆器于1976年7月20日在火星表面成功着陆。海盗2号于1975年9月9日发射升空，着陆器于1976年9月3日在火星表面成功着陆。之后的火星全球勘测者探测器、火星奥德赛号等均发射成功。

　　除前苏联、美国外，印度也是火星探测非常成功的国家。印度的火星探测始于2013年11月，当时印度发射了曼加里安号火星探测器，在飞行了11个月后，曼加里安号进入环绕火星的轨道，这使得印度成为了第一个也是目前唯一一个首次探测火星就完全成功的国家。

　　中国和阿联酋的火星探索正在进行中，结果如何尚待揭晓。随着人类对外太空探测的深入，人类在太空的争夺也将愈加激烈。