火星探测到底难在哪儿？院士揭秘

2019-07-12 17:46:56 来源：工人日报

有人这样比喻：让探测器在火星精准着陆，相当于从巴黎击出一只高尔夫球，落在东京的一个洞里——

火星探测到底难在哪儿？

“中国将于2020年探测火星。”7月8日，在2019软件定义卫星高峰论坛上，中国科学院院士、中国月球探测工程首席科学家欧阳自远在报告中透露的这一信息，又引发一波对火星探测的热议。

欧阳自远院士表示，此次中国将通过火星卫星、火星着陆器和火星车联合探测火星，目前火星车已经准备好。他同时透露，目前我国已完成火星探测轨道设计、测控通信、自主导航、表面软着陆等关键技术的科研攻关，为自主火星探测奠定了技术基础。

众所周知，中国火星探测起步较晚，但在航天专家们看来，虽然晚，可我们的起点高、效率高。比如，在首次任务中将要一次性实现的“绕”“落”“巡”三大任务，在航天史上史无前例。

每隔两年，全球都会迎来一次火星探测小高潮。目前，全球多个火星探测器已经整装待发只等2020年的到来。据悉，明年可能是史上最密集的火星探测期，除了中国，还有美国计划发射新型火星探测车，欧空局计划发射ExoMars火星车，印度、阿联酋计划向火星送出探测器。

为何大家都选择明年探测火星?这是因为，根据地球与火星位置关系，每26个月火星会有一次距离地球最近的机会，这也是发射火星探测器的最佳时间窗口。在这个时间点发射火星探测器，将节省大量燃料，缩短抵达的时间。2020年就将迎来一个窗口期，大约1个月左右。如果没有把握好窗口，就只能再等两年。

中国首次探测便要实现“绕”“落”“巡”三大任务，这在世界航天史上确实是绝无仅有的。据史料记载，此前只有美国在一次火星任务中同时完成“绕”和“落”，欧洲曾两次尝试“绕”和“落”，都以失败而告终。中国计划在一次火星任务中完成“绕”“落”“巡”，难度可想而知。

迄今为止，世界各国至少举行了46次火星探测活动，其中只有20.5次取得成功，成功率不足45%，火星因此有“航天器坟场”之称。而最危险的环节，在于进入火星轨道和着陆两个阶段。

什么时候“刹车”进入火星轨道，进入轨道的角度是多少，何时打开降落伞，何时切断降落伞……每个环节都可谓步步惊心，都需要精准计算、毫秒不差。航天发烧友们都知道，航天器着陆的那7分钟被称为“恐怖7分钟”。

这是因为，由于信号强度与距离的平方成反比，距离越远信号越弱，同时地火的距离还带来至少10分钟的信号延时，探测器进入火星轨道和着陆的那段关键时间，只能依靠研究人员提前输入的数据，由探测器进行自主判断。

火星探测与月球探测最大的不同，就在于距离的悬殊。地月平均距离为38万公里，而地火最近距离为5500万公里，最远为3亿至4亿公里，这对测控能力有极高的要求。曾有人这样比喻：让火星探测器精准着陆，相当于从巴黎击出一只高尔夫球，落在东京的一个洞里。

虽然火星探测的难度非常大，但是中国已经做了大量准备工作，数次成功的探月任务也奠定了重要的技术基础——首先，发射火星探测器需要大推力运载火箭，我国长征五号火箭已经具备这样的能力;其次，针对超远距离的测控，我国已经建成深空测控站，并在嫦娥二号拓展任务中实现了超过1亿公里的测控;再次，探月取得的成功，帮助中国在着陆、巡视技术等领域奠定了基础。

那么，首次探测火星中国肩负了什么任务?欧阳自远透露，一是探测火星上的生命活动信息，包括火星上现在生命的信息、过去是否存在过生命、火星生命生存的条件和环境等;二是对火星本体科学的研究，为研究火星积累资料;三是探讨火星的长期改造与今后大量移民、建立人类第二个栖息地的前景，为人类社会的持续发展服务。

此前的探测表明，火星表面有很多古河床，证明以前有河流，然而如今表面并没有天然水存在——欧阳自远说，中国将探测火星地下水的分布。(储棕荷)

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