珠海航展中展出的我國未來火星探測(cè)器模型

核心提示：在2014年的珠海航展上，2號(hào)航天館大廳中央展出了火星探測(cè)器系統(tǒng)實(shí)體模型：銀光閃亮的火星著陸巡視器、伸展著8個(gè)支架的著陸器以及“飛翔”在空中的火星探測(cè)環(huán)繞器，吸引了國內(nèi)外眾多關(guān)注，國人甚至在網(wǎng)上還興起了一輪為中國火星探測(cè)器取名字的討論熱潮。

那么，人類為什么要探測(cè)火星？目前已經(jīng)取得了哪些探測(cè)進(jìn)展？中國未來的火星探測(cè)之路將怎么走？

深空探測(cè)價(jià)值幾何

深空探測(cè)是指航天器脫離地球引力場(chǎng)，進(jìn)入太陽系空間或更遠(yuǎn)的宇宙空間進(jìn)行探測(cè)?，F(xiàn)在世界范圍內(nèi)的深空探測(cè)主要包括對(duì)月球、金星、火星、木星、小行星等太陽系星體。

當(dāng)下，由克里斯托弗·諾蘭導(dǎo)演、火爆熒屏的電影《星際穿越》，憑借超震撼的視覺效果和對(duì)浩瀚宇宙的無限想象，在全球范圍內(nèi)又掀起一輪宇宙探索新熱潮。

生存！從非電影的角度來看，《星際穿越》揭示了人類深空探測(cè)的一大原因：為未來地球上的人類尋找適合生存的空間。因?yàn)樽匀画h(huán)境比較接近，火星可能是人類進(jìn)行太空移民的第一選擇。而人類移民火星需要漫長(zhǎng)的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，如果沒有現(xiàn)在的基礎(chǔ)探索，真到了未來危機(jī)出現(xiàn)的那一天，我們還來得及嗎？

此外，技術(shù)牽引、輻射與帶動(dòng)，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)價(jià)值與人民福祉，國家夢(mèng)想、尊嚴(yán)與地位，這些看似遠(yuǎn)離個(gè)體但又不可替代的內(nèi)容，也是深空探測(cè)的意義所在。而火星，這個(gè)已知和地球自然條件最接近的星球，一直是人類深空探測(cè)的最佳目標(biāo)。

各國火星探測(cè)水平參差不齊

火星是太陽系八大行星之一，也是除了金星以外，距離地球最近的行星。火星赤道平面與公轉(zhuǎn)軌道平面的交角非常接近于地球，這使它也有類似地球的四季交替。同時(shí)，火星的自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)37分，這使火星上的一天幾乎和地球上的一樣長(zhǎng)。到目前為止，火星是除了地球以外人類了解最多的行星。

截至2014年，全世界共有美國、蘇聯(lián)/俄羅斯、歐洲、日本、印度、中國等國家和地區(qū)開展過43次火星探測(cè)嘗試，有超過30枚探測(cè)器到達(dá)過火星。

相對(duì)于月球探測(cè)來說，火星探測(cè)具有發(fā)射窗口少、火箭推力要求高、飛行時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)控通信困難、著陸困難等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得人類的火星探測(cè)之路充滿了坎坷，大約2/3的探測(cè)器，特別是早期發(fā)射的探測(cè)器，都沒有能夠成功完成它們的使命。

目前，在世界火星探測(cè)的國家隊(duì)中，綜合實(shí)力呈現(xiàn)階梯式分布態(tài)勢(shì)。美國、俄羅斯無疑是第一梯隊(duì)，采用了系列化、多批次、漸進(jìn)式發(fā)展模式，兩國無論是是在發(fā)射次數(shù)、成功概率還是在技術(shù)水平、取得成果方面都遙遙領(lǐng)先，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

而今年剛剛實(shí)現(xiàn)火星探測(cè)的印度只能算是一個(gè)初來乍到的“新兵”。受整體航天實(shí)力的制約，印度此次火星探測(cè)任務(wù)中使用的極地軌道運(yùn)載火箭近地軌道運(yùn)載能力只有3噸，迫使探測(cè)器采用極其復(fù)雜和耗時(shí)的方式進(jìn)入火星軌道?；鸺\(yùn)載能力不足是印度火星探測(cè)的一大軟肋。

此外，為了達(dá)到飛抵火星的目的，印度“曼加里安”探測(cè)器進(jìn)行了最大限度的簡(jiǎn)化，只能執(zhí)行繞火星飛行任務(wù)，其攜帶的有效載荷總質(zhì)量?jī)H為15公斤，僅可執(zhí)行單一的火星光學(xué)成像、氣候環(huán)境等任務(wù)，而這些都是美國、俄羅斯火星探測(cè)器早已經(jīng)完成過的任務(wù)。

中國如何走火星探測(cè)之路

中國何時(shí)開展火星探測(cè)？雖然目前官方尚未公布明確的計(jì)劃，但從本屆珠海航展上中國航天科技集團(tuán)公司展臺(tái)上播出的探火宣傳片中可略知一二。宣傳片中顯示，中國將在2020年前后實(shí)現(xiàn)火星著陸巡視。而在此前，中國航天科技集團(tuán)公司五院月球探測(cè)總指揮顧問兼總設(shè)計(jì)師顧問、中科院院士葉培建也曾多次在政協(xié)會(huì)議上呼吁，中國應(yīng)盡快開展火星探測(cè)。中國航天科技集團(tuán)公司一院運(yùn)載火箭系列原總設(shè)計(jì)師兼總指揮、中國工程院院士龍樂豪在接受記者采訪時(shí)也表示，中國火箭的運(yùn)載能力能夠滿足火星探測(cè)任務(wù)要求。

中國未來如何實(shí)施火星探測(cè)？從珠海航展公開展出的模型看，未來的中國火星探測(cè)器系統(tǒng)由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，整個(gè)系統(tǒng)的起點(diǎn)與技術(shù)含量非常高。從國際上探火的相關(guān)技術(shù)裝備出發(fā)，可以這樣設(shè)想，環(huán)繞器將攜帶著陸巡視器完成地火轉(zhuǎn)移飛行和近火制動(dòng)，進(jìn)入近火軌道后擇機(jī)釋放著陸巡視器，開展環(huán)繞科學(xué)探測(cè)，并為巡視器提供中繼通信鏈路。著陸巡視器將利用降落傘加軟支腿，實(shí)現(xiàn)火星表面的軟著陸，并分離釋放火星車，開展巡視科學(xué)探測(cè)。從而實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞探測(cè)和巡視探測(cè)，獲取自主火星探測(cè)科學(xué)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)深空探測(cè)技術(shù)的跨越。

珠海航展上公布的信息顯示，中國未來的火星探測(cè)計(jì)劃將一次完成“繞”、“落”、“巡”三大組合任務(wù)，呈現(xiàn)一次有限投入、達(dá)成多項(xiàng)研究目標(biāo)的鮮明特點(diǎn)。截至目前，國外的火星單次探測(cè)都只是完成了其中一個(gè)環(huán)節(jié)。這意味著未來我國的火星探測(cè)計(jì)劃既不會(huì)沿襲美國、俄羅斯、歐洲等國家和地區(qū)的火星探測(cè)老路，也不會(huì)像印度那樣為了獲得亞洲第一的頭銜而“輕裝上陣”，而是按照國情和自己的節(jié)奏，遵循有所為、有所不為發(fā)展原則，走高起點(diǎn)、低投入、重含量、重效益，有限、適度發(fā)展的中國特色火星探測(cè)之路。

宇航先驅(qū)康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基的墓志銘上鐫刻著這樣一句話：“地球是人類的搖籃，但是人類不能永遠(yuǎn)生活在搖籃里，開始他將小心翼翼地穿出大氣層，然后便去征服太陽系?！?/p>

在浩瀚的宇宙中，地球就像一個(gè)孤獨(dú)的孩子。太空中還有“別人”嗎？從第一個(gè)仰望星空的人開始，人類就沒有停止過對(duì)地球外生命的探索。而火星這個(gè)神秘而又充滿誘惑的地球鄰居，終究會(huì)迎來中國人的敲門聲?。▎挝慕?李東昊/文 逢春/攝）