2020，中国探测器远征火星

周洵

《中国航天白皮书》五年发布一次，2016年发布的《中国航天白皮书》中，有这样一项深空探测规划：2020年，中国将向火星发射软着陆探测器，给火星带去中国气息……

在晴朗的夜空中，找到火星并不困难。火星之所以看起来有铁锈一样的颜色，是因为表面覆盖着一层氧化铁。原来火星并未着火，只是像被铁锈染成红色了一样。

科学家通过研究，揭开了火星的许多秘密。现在我们知道火星直径约为地球的53%，一个火星年相当于地球上的687天。火星与地球的距离时远时近，远时离我们超过4亿千米，近时距离我们0.55亿千米。另外，火星还有两颗卫星绕着它转。

去火星是许多地球人的梦想。我们希望火星上有火星人，但是随着深入研究发现，火星上并没有人。火星上虽然没有火星人，但是人类对火星的探测热情却并没有减弱，反倒更加强烈起来——火星上没有火星人，地球人可以移居火星，成为火星的主人。于是，移居火星，在火星上种田种地、开办工厂，成为人类殖民火星的新愿望。

要想把人移居到火星上，就得先有机器到达火星表面进行实地考察，一探究竟。近年来，许多国家要么自己单干，要么联手合作，接二连三地向火星发射探测器。探测器一拨接一拨地飞向火星，然而成功率并不高，大約有三分之二的火星探测器要么失踪，要么损毁。这么高的失败率，让火星有了一个恶名，叫“探测器坟墓”。

其实，把火星称为“探测器坟墓”是冤枉了火星。这事并不是火星的错，而是我们人类的错——技术不过关，造出的探测器不耐用。人类对火星太热情，把探测器集中投向了火星，发射得多损毁的自然也就多了。

火星得“探测器坟墓”之名，虽说不是火星的错，但这个恶名却说明了一个问题：登陆火星并非易事。

明知山有虎，偏向虎山行。中国也迎难而上，有了自己的火星探测计划和行动。2011年11月8日，中国萤火一号火星探测器搭乘在俄罗斯的福布斯号火星探测器上一起发射升空，打算去火星上瞅瞅。大家都盼萤火一号能安全到达火星，但第二天就传来坏消息，俄罗斯宣布他们的火星探测器变轨未能成功，探测任务失败。这样，搭便车的萤火一号也失败了。

萤火一号的挫折，说明这样一个问题：失败并不可怕，但搭便车上火星，受制于人，失败的原因无法主动搞清楚，失败无法成为成功之母，这才是可怕的事。所以，我们的火星探测计划自萤火一号之后，便走上了独立自主之路……

我国古代人称火星为“荧惑”。这是因为，火星荧荧如火，而光亮时有变化，顺行逆行的情形错综复杂，着实让古人疑惑。

火星有两颗卫星。名为火卫一的卫星绕火星转一周只需8小时左右，这速度比火星自转快得多，所以站在火星上看火卫一，你会发现它是从西边升起，向东落下的，这和我们从地球上看月亮的运行方向完全不同。另一颗卫星火卫二性格比较孤僻怪异，不安心围着火星转，轨道不稳定，时常有“离家出走”的念头。它距离火星的距离正慢慢变远，科学家预测，火星终究会失去这个“孩子”。

火星是中国深空探测锁定的第二颗星球，第一颗是月球。我们对月球的探测经历了“绕”“落”“回”三个阶段，成功的经验是可以复制到火星探测中的。也就是说，可依照月球探测的步骤开展火星探测。

回顾探测月球的过程，可用“稳扎稳打，步步成功”来概括。月球探测是火星探测的前期演练，我国将于2020年发射火星探测器。那么，中国探测器如何自2020年踏上火星之旅呢？

月球距离地球约38万千米，把探测器送上月球，就需要大火箭。火星距离咱们近时也有0.55亿千米，是地月距离的100多倍，发射火星探测器明显需要一支更大的火箭。推力巨大的大火箭咱们有吗？别急，大火箭正在有序装配。为了配合越来越多的深空探测项目开展，为登陆火星，我国正在开展超级火箭的研发工程，满足火星探测的大推力超级火箭已经开始装配，它名为长征九号，最大载荷约140吨。

可以把火星着陆器想象成一个“太空包裹”。这个“太空包裹”被火箭送到火星上空之后，降落火星的方式有两种：一种是硬着陆，一头栽下去，在火星上撞起一团尘埃；另一种是软着陆，着陆器使出轻功，轻轻落于火星表面，把“包裹内”的探测系统安全施放到火星表面，展开后续探测活动。我们将发向火星的“太空包裹”里共有13套探测仪器，着陆后要保障一套也不能损毁。这个大包裹，重量还是相当大的，要在火星上成功软着陆，需要不断在地面进行模拟演练。

咱们对月球巡航车玉兔号相当熟悉，它有140千克。火星巡航车比玉兔号重，有200千克，不但大，更显壮实，越野能力更强。火星巡航车计划在火星上工作92个地球日，虽然比玉兔号的工作时间短，但它的容错能力却更强，几乎为零。容错率是啥？就是机器硬件或是软件出了问题，它也不会停止工作，即常言所说的轻伤不下火线。这和玉兔号相比，火星巡航车就没有因故障休眠的娇气劲儿。如果说玉兔号是个娇气的小姑娘，那么火星巡航车应该是个响当当的男子汉。

火星巡航车的容错率为什么要达到为零的标准呢？这与它远离家乡有关。如果火星巡航车在火星上出现故障不能工作，从地球上发射信号修复它几乎是不可能的事，因为地球与火星相距太远，一个信号从地球传到火星，大概需要40多分钟。信号传输都这么费事，通过遥控修复肯定困难重重，所以说只能让火星巡航车的容错率为零，让它有自己照顾自己的能力。

火星周围也笼罩着大气层，并且大气层里也含有氧气。不要一提氧气，你就兴奋，觉得火星氧气能供给我们呼吸，能支持我们活下去了。依靠火星大气层中的氧气活下去，根本不可能。这是因为火星大气层与地球大气层相比，显得非常稀薄，气体密度不到地球的百分之一，在这稀薄的大气层里，主要成分还是二氧化碳，其次是氮、氩，仅有少量的氧气，所以说氧气对于火星来说是稀薄空气中的稀有气体，靠这丁点儿不起眼的氧气供给呼吸，根本不够“塞牙缝”呢！

有人或许会问，我们的火星探测器为什么要在2020年发射啊？原因主要有两个：一是到2020年我们的技术水准能达到探测火星要求；二是2020年恰好是火星的近地年份，这一年发射探测器可以抄近路。如果错过了这个年份，需要再等15年左右的时间，火星才能再次与地球亲近起来。

2020年我们发射火星探测器后，再一次执行火星探测器发射任务，将有一个比较漫长的火星近地等待期。等待期间，我们的火星探测准备工作并不会停止，而是会快马加鞭地进行火星探测的第四个阶段的准备工作。时间推进到2050年左右，我们“距离”火星会有多远呢？一起展望中国未来的火星探测前景吧！

我们将重点探测火星生命生存的条件，如果火星生命生存的条件不具备，我们将给出改造火星环境的方法，为把这个荒漠之星改造成绿色家园提供可能。中国的远期火星探测是为人类社会的持续发展提供服务，探讨移民火星路径，以在火星上建立人类第二个栖息地为终极目标。

未来，如果你愿意，中国的火星飞船可以把你送到火星上生活，让你成为火星人，这叫火星载人飞行。当然，如果你在火星上感觉生活不爽，思念家人，中国的火星飞船可以把你从火星上再安全接回地球，让你与家人团聚，这叫火星返回飞行。

为了能让人类在火星和地球间自由穿梭，中国将研制高性能太空飞船，在火星和地球之间运送旅客，打造太空高速公路，让人们去火星旅游就如在地球上从此地到彼地一样简单方便。

未来，也许可以在地球和火星之间自由来往，不但有张地球人的身份证，还可以办张火星人的身份证，想想真是令人热血沸腾啊！

使用当前飞船在火星和地球之间自由穿行，困难是相当大的，传统的飞行器不会在登陆火星的行动中有太大的用场。人类要想到达火星，必须开发颠覆传统的太空飞船，需要在飞船制造技术上有大的突破。技术突破需理论突破在先：原来，人们普遍认为物质难以超越光速，但随着人们对于宇宙认识的深化，这一理论将被突破，物质超越光速也是可能的，再加上暗物质理论的产生，让人类借助超光速和暗物质制造出星际飞船或将成为可能。

火星的地貌和地球的地貌有些相似，有山、盆地和平原等。值得一提的是，火星山比地球山更险峻。地球上最高的山峰是8800多米的珠穆朗玛峰，但是把珠穆朗玛峰放到火星上看，它并不算高大。因为火星上有更多更高的山峰，有的山峰高度甚至达到珠穆朗玛峰的3倍！

（编辑 孙世奇）