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“天问一号”出发,为人类开发火星提供线索

张田勘  ·   2020-07-24  ·  来源:中国网
标签:火星探测;天问一号;科技
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  7月23日中午12时40分许,中国首次火星探测任务“天问一号”探测器(包括着陆平台、环绕器和火星车),在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,由长征五号遥四运载火箭发射升空。这是中国首次执行火星探测任务,欲通过一次发射,实现火星环绕、着陆和巡视探测。

  即便地球距火星亿万里,多年来人类也一直都在苦苦地追寻着火星。火星是太阳系8大行星之一,按离太阳由近及远的次序排列为第4颗。在太阳系8大行星之中,火星也是除了金星以外,距离地球最近的行星,但最远时约为4亿千米,最近时也有将近1亿千米。

  为何地球人要如此执着地探索火星?除了距离地球较近,最重要的原因是,火星与地球的环境相似,有水有土壤,因此可能存在生命,并且在这个星球上还有很多地球所没有原材料。简言之,火星与地球太相似,都有季节和昼夜,如火星上的昼夜时长为24小时37分22秒,与地球的昼夜24小时最接近,所以被称为“第二地球”,认识火星将有助于认识地球,也可能为人类找到一个备份的栖息绿洲。

  从人类于1600年代开始使用望远镜对火星进行观测算起,地球人探索火星已经有400多年。但是,如果以人类把物体送上火星探索火星算起,人类探索火星则有约50年。1971年11月27日,苏联火星2号(Mars 2)登陆器在火星着陆,但坠毁;1971年12月2日,苏联火星3号(Mars 3)登陆器成功在火星软着陆,成为第一个抵达火星的探测器,并在火星表面发出14.5秒信号。1976年9月3日,美国维京1号登陆器在火星表面软着陆,第一个向地球发回火星照片。

  现在,中国“天问一号”探测器向火星迈进意味着,多年来中国探索火星和航天技术有了长足的发展,已经成为研究太空和火星不可或缺的重要技术力量。

  探索火星的目标有很多,但终极目标是,为地球人所利用,并为人类文明的发展提供科学的视野和深遂的眼光,让世界各国获得前进的正确方向。

  显然,这些目标包括几个阶段性任务。最长远的目标是人类在遥远的未来可以移民火星,中级目标是,可以从火星获得地球上所缺少的资源和材料;最近的任务是,借助对火星的认知更深刻地认识人类居住的地球。但是,探索火星的远中近几个目标又是交织在一起。

  让人类移民火星是最为遥远的目标,如果要给个时间,则是以1000年为单位。要让火星适宜于人类居住,首先要有空气,同时,需要有水并且能生产粮食。目前,即便与其他星球相比火星有更适合人类移民的居住条件,但现阶段还是不宜人类生存。

  探索火星的中期目标是,获取火星上所独有而地球上所缺乏的资源和材料,如稀有金属。根据美国和日本研究人员近期发表在《地球物理快报》上的一篇文章称,当原始行星形成足够的材料时,铁和镍等金属开始分离并下沉形成核心。这能解释为何地球的核心主要是由铁组成。研究人员预测,与铁结合的元素也应该存在于火星的核中,包括黄金、铂和铱等。

  不过,如果不能解决运送效率问题,火星探索的这项任务会非常困难。即便火星遍地是黄金、铂和铱,运回地球所付出的代价也比它们的价值大得多。1961年-1972年,美国实施阿波罗计划,从月球运回382公斤岩石样品。这些石头的成本,相当于同等重量钻石的30多倍。从火星运回物质和材料会更昂贵,除非未来能改进航天器的速度和装载空间。

  探索火星的短期目标最为现实。中国的“天问一号”就是如此,将一次实现“环绕、着陆、巡视”3个目标,获取火星探测科学数据。探测器将于2021年2月11日-24日环绕火星运行,并于2021年4月23日降落一台火星车到火星表面,进行90天的探索工作。除了要进行探测作业,还会将它在亿万千米之外的所见所闻传回地球,帮助人们认识火星、了解火星。

  环绕器和火星车都配备了探地雷达,可“看透”几千米深的地层。火星车上的雷达虽然看不到这么深,但分辨率却能达到厘米级,或许能帮助人们了解火星地表以下的水冰分布。环绕器和火星车还搭载了矿物光谱仪、高能粒子分析仪、激光击穿光谱仪等多种仪器,能帮助远在地球的科学家探测火星的磁场,研究火星岩石、土壤和大气的成分。

  迄今,人类对地球的表面、深部、大气、生物圈等展开了大量的研究,但还是不识庐山真面目。其中一个重要原因是,没有参照系。除了大气、温度、水和昼夜转换,火星上也有高山、峡谷、火山、冰川、寒旱区等,如果对火星上的这些环境进行研究,就是让地球与火星互为参照物,找到两者的异同,既可为人类未来在地球的发展获得明确的方向,也可为开发火星提供线索。(作者系中国网时事评论员)

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