火星到底有多少秘密？

□ 高 峰

火星到底有多少秘密？

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荒凉,空寂,砾石遍布,黄沙漫天,虽然毫无生气,但在数亿公里外的人类始终对它充满好奇。这颗红色行星上是否曾经存在过生命？火星与太阳系是怎样起源及演化的？未来能否将火星改造成人类可居住的星球？这些问题让科学家们迫切希望从火星上找到答案。

中国首次火星全球遥感与区域巡视探测任务已获批立项,首个火星探测器预计在2020年发射飞往火星。

中国火星探测器由环绕器和着陆巡视器组成。从地球到火星的距离为4亿公里,探测器从地球飞到火星的时间会根据发射的窗口期的不同而有所差别,大约为6到12个月。

探测器接近火星后,首先要让它被火星引力捕获,成为环绕火星飞行的探测器。探测器在环绕轨道上做一些调整,同时对仪器进行检测,还将对火星的形貌开展探测。

之后,在合适时机,与环绕器分离的着陆巡视器将进入火星大气,着陆到火星表面并释放火星车,开展巡视探测。与此同时,环绕器继续在轨道上进行科学探测,并为火星车提供对地面的数据中继服务。

中国的火星探测任务形式在国外是没有过的。美国的探测环绕就是环绕,巡视就是巡视。从来还没有哪个国家一次任务就同时实现环绕和着陆巡视。

国外在火星着陆任务之前都有环绕卫星在火星附近,可以为着陆过程以及着陆后的数据通信提供及时支持。而中国的火星着陆巡视器是环绕火星不久后,就要与环绕器分离并降落,这对于着陆后的火星车的自主能力提出了更高要求。

这次任务最核心、最难的地方,就是探测器进入火星大气后气动外形和降落伞减速的过程,并且只有一次机会,必须成功。由于地球与火星距离遥远,整个过程无法由地面实时控制,必须依靠探测器自主完成。

自20世纪60年代以来,国际上已实施的42次火星探测任务,成功率仅为52%。火星大气具有很高的不确定性,有些因素我们还没有认识透,比如火星大气的变化规律、风暴时的特性等。如果降落那天真的起了尘暴,就不能降落。

由于没有那么多的推进剂来抵消那么高的速度,所以登陆火星时,99%以上的减速都是靠火星大气的作用。然而,火星的大气和降落伞减速与地球上的相似度不到50%,而且火星的大气难以在地面模拟。

由于中国火星车将使用太阳能供电,从光照角度考虑,最理想的地方是火星赤道附近,但是火星赤道附近的地形复杂。另外,由于登陆火星99%以上的减速是靠大气减速,因此着陆点海拔越低减速时间越长,登陆越安全。

综合考虑地形复杂度、高程、光照条件、温度等因素,火星比较适合的着陆点在北纬5度至30度的区域。

我国火星探测任务有五大科学目标：火星形貌与地质构造特征、表面特征与水冰的分布、火星表面物质组成、火星大气的电离层以及火星表面气候环境的特征、火星的物理场与内部结构。（中国科学院）

以上数据由本单位提供