火星，明年我們?nèi)タ茨?

“我們將通過火星衛(wèi)星、火星著陸器、火星車天地聯(lián)合探測火星。目前，火星車已經(jīng)做好。”中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)在近日舉行的2019軟件定義衛(wèi)星高峰論壇上透露這一消息。

根據(jù)國家航天局此前的消息，我國準(zhǔn)備在2020年發(fā)射火星探測器，次年登陸火星。探測器將由長征五號運(yùn)載火箭在海南文昌發(fā)射場發(fā)射。

歐陽自遠(yuǎn)當(dāng)天同時(shí)提到，“丟了(2020年)這個(gè)機(jī)會，對不起，兩年零兩個(gè)月以后，才能再發(fā)射一次(探測器)，否則到不了火星”。

這是因?yàn)?，地球距離火星近點(diǎn)約為5500萬公里，最遠(yuǎn)點(diǎn)則超過4億公里，地球繞著太陽轉(zhuǎn)一圈是365天，而火星繞著太陽轉(zhuǎn)一圈大概是687天，只有地球與火星夾角為70°時(shí)發(fā)射探測器才能如期抵達(dá)火星——而這個(gè)機(jī)會窗口，每隔26個(gè)月才有一次。

“有時(shí)候地球在太陽的這一側(cè)，火星則在太陽的另一側(cè)，不經(jīng)計(jì)算地發(fā)射，探測器很難抵達(dá)火星。只有趕在地球和火星達(dá)到一定夾角時(shí)，在地球上發(fā)射探測器才能成行。”歐陽自遠(yuǎn)說。

發(fā)射之后，火星探測器還要經(jīng)過至少7個(gè)月的飛行，才能抵達(dá)火星軌道。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類歷史上探測火星已有45次，但成功的只有18次，成功率僅40%。

到火星去做什么?

“首先是大家最為關(guān)心的問題：火星上究竟有沒有生命?”歐陽自遠(yuǎn)說，火星探測的首要科學(xué)問題，就是期望在探測火星生命活動信息上有所突破。這包括現(xiàn)在生命的信息，過去是否存在過生命，火星生命生存的條件和環(huán)境，生命起源和地外生命探索。

其二是為火星本體科學(xué)積累資料，包括火星磁層、電離層與大氣層的探測與環(huán)境科學(xué)，火星地形地貌特征，火星表面物質(zhì)組成與分布，地質(zhì)特征與構(gòu)造，火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)成分探測，火星的起源與演化以及太陽系起源與演化，等等。

其三是探討火星的長期改造、人類移民、建立人類第二個(gè)棲息地的前景。其總目標(biāo)是為人類社會的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

“地球受到太多的自然威脅，加上人類自身的一些行為，未來很可能不再宜居。我們一定要在太陽系里找到一個(gè)對象，探討能否把它變成第二個(gè)地球，讓人類能夠大量地遷居到上面去。”歐陽自遠(yuǎn)說，目前來看，唯一可能的天體就是火星。

他相信，通過人類的智慧和長期努力，火星這顆貧瘠的行星能夠被改造成一個(gè)擁有蔚藍(lán)色天空、綠色平原、藍(lán)色湖泊的新世界，成為人類的“第二家園”。地球和火星這一對行星，也有望成為人類社會持續(xù)發(fā)展的“姐妹共同體”。

當(dāng)天，歐陽自遠(yuǎn)還透露了我國月球探測的最新進(jìn)展。他說，肩負(fù)完成中國探月階段任務(wù)的嫦娥五號，將實(shí)現(xiàn)多個(gè)首次，主要包括實(shí)現(xiàn)中國首次地外天體自動采樣返回、首次在月球表面自動采樣、探測器首次從月面起飛、首次在38萬公里外的月球軌道上進(jìn)行無人交會對接、首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球，等等。

據(jù)他透露，嫦娥五號將在月球正面著陸，著陸點(diǎn)距離美國阿波羅計(jì)劃的著陸點(diǎn)較遠(yuǎn)，大概相隔1000多公里——“那里會有新的現(xiàn)象、新的發(fā)現(xiàn)!”

中國航天科技集團(tuán)總工程師、探月三期工程副總設(shè)計(jì)師孫為鋼曾披露，嫦娥五號探測器一分為二，分為著陸上升組合體與軌返組合體，其中軌返組合體繼續(xù)環(huán)月飛行，而著陸上升組合體經(jīng)變軌和動力下降飛行，在月面預(yù)定區(qū)域軟著陸。

著陸上升組合體著陸后，將進(jìn)行備受矚目的“月面取樣”，也就是月面樣品采集、封裝。

歐陽自遠(yuǎn)說，嫦娥五號抵達(dá)月球以后，探測器將用電鏟鏟取月球土壤，同時(shí)自動打鉆鉆取巖芯。樣品全部取到后，將放置上升器，進(jìn)行無污染的嚴(yán)密封裝。

接下來就是返回地球：上升器從著陸上升組合體中分離，在月面點(diǎn)火起飛，進(jìn)入交會對接軌道。在這一軌道，將有一艘“飛船”——軌返組合體在月球空間等候。完成交會對接后，軌返組合體將月球樣品從上升器轉(zhuǎn)移至返回器內(nèi)，軌返組合體再與上升器分離。

“這一次對接，將是‘針尖’對‘麥芒’的對接，地球上根本無法提供數(shù)據(jù)和測控支持，看都看不見。”歐陽自遠(yuǎn)說。

接下來，軌返組合體將進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道，在距離地球一定高度時(shí)，返回器從軌返組合體中分離——從這里，飛向地球。

歐陽自遠(yuǎn)說，返回器在返回地球時(shí)，將遇到大氣層高速摩擦的問題，嚴(yán)重時(shí)有可能被燃燒殆盡?？茖W(xué)家將采取“打水漂”的方法來解決這一問題，即讓返回艙在大氣層上層“彈跳”出去再回來，速度下降后，再進(jìn)行大氣層的“穿行”。

這一方法已得到試驗(yàn)驗(yàn)證。2014年11月，再入返回飛行試驗(yàn)返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域順利著陸，標(biāo)志著我國已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回關(guān)鍵技術(shù)。此舉也為嫦娥五號任務(wù)的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

歐陽自遠(yuǎn)建議，在深空探測方面，我國應(yīng)圍繞空間科學(xué)重大問題，統(tǒng)籌開展太陽、類地行星、巨行星和小天體的探測，突破深空探測核心技術(shù)，建立科學(xué)研究和工程技術(shù)體系，使我國基本具備探測太陽系主要天體的能力，在深空探測領(lǐng)域達(dá)到國際先進(jìn)水平。

“在深空探測上，中國應(yīng)該飛得更遠(yuǎn)，中國也有能力飛得更遠(yuǎn)!”他說。(記者 邱晨輝)

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