出发吧，“天问一号”

席金合

今年夏天，我国自主研制的火星探使“天问一号”冲破苍穹，飞向遥远的火星。这项首次火星探测任务意义非凡，揭开了我国航天事业的崭新一页。

“天问一号”的构成

火星离地球十分遥远，必须依靠先进的飞行器才能抵达并顺利进行探测活动。飞行器包括运载火箭和探测器，探测器又分为环绕器、着陆器及火星车，质量5吨左右。

这次执行飞行任务的长征五号运载火箭（趣称“胖五”）是我国最大的运载火箭，起飞推力超过1 000吨，运载能力接近25吨，通俗点说，它能把10辆小轿车送上太空。因此，把几吨重的探测器送往火星就是小菜一碟。

环绕器与地球卫星一样，绕火星飞行，从高空向下探测。着陆器通过软着陆降落在火星表面，释放火星车。火星车的智能化程度很高，通过自主巡视，采集样品并化验，最后将有关数据通过环绕器进行中转，发回地球以供科学家们研究。

探测火星的理由

在金、木、水、火、土这五大离地球较近的行星中，金星离地球最近，大小也接近地球，火星次之。但金星周围包裹着厚厚的大气，难以看清它的表面，而火星的大气层很薄，便于直接观测。

早在19世纪，人类就用大口径望远镜发现火星上有许多沟渠。后来，美国MRO飞行器经过探测，发现火星上的确有水。同时，火星上可能存在其他行星上没有的四季变化，气温也与地球相差不大，最适合人类居住。这种环境条件优于月球。月球上没有水和空气，宇宙辐射很强，昼夜温差达300℃以上，人类在那里根本无法生存。

从居安思危的角度来看，谁也不敢保证地球将来不会出现能源枯竭、气候骤变、生态恶化、特大地震或被小行星碰撞等灾难，因此，火星可能成为人类首选的第二栖息地。从这个意义来说，探明火星情况很有必要。

为何选择今年夏季发射

今年7—8月间，同期被发射的还有美国“毅力号”火星车以及阿联酋“希望号”火星探测器。之所以都选择在这段时间内发射，并非夏季气温适宜，也不是大家互相一比高低，而是为了抢抓发射窗口。

火星与地球虽为近邻，但相距甚远，并且运行速度不同，二者的距离不断变化，最远为4亿公里左右，最近为5 500多公里，只有在地球距离火星最近时发射，才能缩短行程，节约燃料，增大成功率。然而，这样的机会每隔26个月才有一次，这个时期的地、火相对位置被称为发射窗口。

另外，火星探测通常分三步走：一是绕火星飞行，二是落到火星表面，三是把采样带回，简称“绕、落、回”。我国这次把前两步合并起来实施，一次性完成“绕”和“落”，这样做除了具备成熟的技术外，主要是想充分利用今年这次宝贵的发射窗口。若按部就班实施，会耽搁很多时间。

火星探测的难点

1988年，日本探测火星失败，欧洲两次着陆实验都宣告失败。美国失败的次数更多，损失也更惨重。

地球与火星之间的距离太遥远，一旦设备出现故障，不像在地球附近能用遥控手段及时排除，一切都靠探测器自主解决。这就需要高度依赖先进的人工智能技术，而这种技术的可靠性和灵活性目前还不是很强，并在短期内很难提高。

而且，火星大气对阳光有削弱作用，能源供给比在月球上困难得多。一旦太阳能装置供电中断，会导致整个系统瘫痪。由于没有现成的经验可供借鉴，首次火星探测任务更复杂、更艰巨，要求科技工作者尽量把可能出现的问题都考虑到，确保万无一失。

火星上会有生命吗

由于火星的环境接近地球，相比太阳系的其他行星更适合孕育生命，所以一直以来，人们对火星上有无生命充满好奇。

对此，美国和欧洲航天局曾多次发射探测器巡查，却连外星人的影子都未见到。不过，他们探明火星上确实有水，并且还发现了非常光滑的卵石，猜想是被水冲刷所致，由此推断火星上曾有河流。

水是生命之源，因此科学界初步认为，在三四十亿年前，火星上可能有古生物。后来，因为大气压减小和温度变化，火星表面的水大量蒸发，环境恶化，导致生物灭绝。

也有人发出质疑：火星表面极其寒冷，即便有水也是固态，所以不可能有生命。后来，美国卫星探明火星上的水其实是浓盐水，冰点很低，呈液态。但这并不能证明古火星上没有纯净的液态水。至于火星上是否曾经有生物存在，还有待火星车的进一步探测。

人类什么时候能上去

不久前，国外有个名为“火星一号”的组织在全球海选出7人，要送他们去火星观光，但不保证能回來。遗憾的是，该计划最终破产。的确，要让人登上火星极其不易。

以现有的技术实力，搭乘飞行器去火星要9个月左右才能到达，而且不能立即返回，需在上面等待2年多的回归窗口，往返时间接近4年。这期间，人处在空气稀薄、极度寒冷、辐射强烈、没有生物的火星上，防护和生存相当困难。所以，改进飞行器、缩短往返时间是人类登上火星的关键。

今年5月8日，我国新一代载人飞船试验船取得圆满成功，铺就了通往太空的新“天路”，这艘具有国际往返运输功能的试验船是为载人登月和空间站运送物资而制造。它的运载能力强，一次能运送7名航天员，而且智能化程度高，知道自身的位置、飞行速度和目的地，并能自行选择最佳飞行路线，还能自动打开降落伞和分离火箭，给防震气囊充气，自行记录舱外的压力、辐射、温度等数据，并将其保存在黑匣子里，为下次飞行作参考。

下一步，科技人员将围绕新一代载人飞船开展技术攻关，使其智能自主化程度更高。专家预计，2030年前后，我国将实施火星采样返回和木星探测任务。我们相信，随着关键技术的突破，在不久的将来，华夏儿女飞往火星的梦想一定会变为现实。