我们为什么要去火星
天问一号探测器的成功发射,拉开了中国行星探测的序幕 。 探月之后,中国深空探测的步伐将迈向更遥远的星球 。
这时,很多人可能会问:行星探测的第一站,为什么是火星?或者说,我们为什么要去火星?目前,人类对火星实施了40余次探测任务,为何对火星情有独钟?
要回答这些问题,得先从地球说起 。
从太空看,这颗蓝色星球是如此特别,甚至是一个很孤独的存在 。 一直以来,人类都被这个终极问题所困扰:我们从哪里来,要到哪里去?这个问题也能以另一种形式来表述:地球是如何演变的?生命是如何诞生的?我们在宇宙中是否还有同伴?
“我们虽然生活在地球上,但仅仅在地球上去认识地球,肯定还是不够的 。 ”首次火星探测任务工程副总指挥、国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠指出,研究火星,对认识地球演变具有非常重要的比较意义 。
为什么?因为在太阳系八大行星中,火星是最“像”地球的那一个,环境与地球最为相似 。
“有人认为,火星是地球的过去,地球过去就是火星的样子 。 也有人认为,火星是地球的未来,地球在朝着火星的方向演变 。 ”国家航天局探月与航天工程中心深空探测工程总体部部长耿言向采访人员解释 。
太阳系中有四个类地行星:水星、地球、火星、金星 。 它们的主要成分都是硅酸盐,有固体表面 。 而木星、土星、天王星、海王星其他四大行星,主要成分是气体,是否有固体表面现在还不确定 。
根据目前对太阳系各个行星的探测,火星的物理性质和化学性质与地球最为相近 。 火星的自转周期为24小时37分22秒,也就是说,火星上的一天与地球上的一天非常接近 。 而且,火星也是倾斜着身子自转,自转轴倾角为25.19度,与地球(约23度)十分接近 。 由于自转轴倾角和自转周期与地球相近,火星的昼夜长短及四季变化与地球也几乎一样 。 “在火星过日子与地球差不多 。 ”耿言说 。
【光明日报|我们为什么要去火星?】此外,火星的表面温度大约在零下133摄氏度到零上27摄氏度之间,在太阳系类地行星中,与地球最为接近 。 其他几个类地行星,更热或更冷,温差能达到几百摄氏度 。 火星的地貌特征与地球也很像,拥有高山、平原和峡谷等多种地形,南方充满陨石撞击的高地和峡谷,北方则多是被熔岩填平的平原 。
“还有一个关键是,有明确证据证明,火星上曾经存在水 。 ”耿言说,火星上是否存在孕育生命的条件以及火星是地球过去还是地球未来,成为火星研究的重大科学问题 。
除了科学研究上的考虑,选择火星也是一种现实考虑,量力而行 。
“从工程实施角度来看,去火星相对更容易些 。 ”耿言说,在太阳系各大行星中,火星与地球邻近 。 基于现有航天能力,航天器飞行约7个月可到达火星 。 去水星等其他行星,至少需要数年的飞行时间 。 因此,相比更远的行星,火星探测的任务周期较合适 。
尽管如此,火星探测任务的难度仍然很大 。 由于火星相对地球距离较为遥远,对发射、轨道、控制、通信和电源等技术都提出了很高的要求 。 考虑到风险、成本等因素,地球航天器到火星的最佳路线为1925年提出的“霍曼轨道” 。 由于该轨道每26个月才能出现一次,且最近“霍曼轨道”形成时间为2020年夏天,所以近期各国火星探测计划均集中在该时间段 。
据国家航天局透露,目前,多个国家或地区具备探测火星的技术能力,有的项目已在准备中,未来一段时间火星探测的“朋友圈”将更加壮大 。 而且,火星与地球有最接近的环境,使得机器人或人类进入火星成为可能 。 因此,在载人登月之后,火星成为人类登陆行星的首选目标 。

稿源：(光明日报)

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标题：光明日报|我们为什么要去火星?