逐梦火星之旅(科技大观)

发布时间:2024-04-20 11:53:39 来源: sp20240420

  近日,航天科技集团相关研究团队表示,中国计划2030年前后完成火星采样返回。中国人探索太空的脚步正迈得更稳更远。从全球视野看,目前人类已向火星发射了40多个空间探测器,人们对火星充满了探索的热情,火星探测史几乎贯穿整个航天史。

  火星是太阳系中与地球最相似且距离第二近的行星。大量探测成果表明,远古的火星很可能与地球极为相似,经过漫长的演化才变成如今大气层稀薄、温度较低、水源枯竭的模样。探测火星的地形地貌、地质构造、大气特征、气候变化、内部结构和物理场等,不仅可以深入了解火星的起源和演化,还有助于推动对地球等其他行星演化规律的研究。从长远看,探测火星可以为人类寻找新的资源。很多科学家认为或许有可能将火星改造成适合人类居住的第二个家园。

  近年来,全球多国积极推进火星探测。在火星轨道,对火星进行普查的火星轨道器包括美国的“火星奥德赛”“火星勘测轨道器”“火星大气与挥发物演变”、欧洲的“火星快车”“微量气体轨道器”、阿联酋的“希望号”以及中国的“天问一号”环绕器等。在火星表面,美国的“好奇号”和“毅力号”火星车、“洞察号”着陆器以及中国的“祝融号”火星车等都曾进行着陆探测或巡视探测。

  这些探测取得了不少重要科学成果。根据“天问一号”环绕器获取的数据,2023年中国首次火星探测火星全球影像图发布,为开展火星探测和科学研究提供了质量更好的基础底图。根据“祝融号”火星车的探测发现,火星表面数米厚的风沙尘下约30米和80米存在两套向上变细的沉积层序,这揭示了距今30亿年以来多期次水活动相关的火星表面改造事件和地质过程。“祝融号”还发现了巡视区存在距今约7.6亿年的盐水活动和现代水汽循环的证据,绘制出着陆区浅表80米之上的高精度结构分层图像,发现了火星乌托邦平原40亿年以来发生的水和风沙活动的新证据。

  今年1月,欧洲“火星快车”的最新数据发现,火星地层中存在大量水冰。2023年,“火星快车”还发现火星地表下存在火山和岩浆运动。而熔岩与水相互作用就有可能创造出一个适合生物生存的环境。美国“好奇号”2021年在火星上发现未知的有机分子。“毅力号”2022年和2023年在岩石样本及火山口上发现了有机物或其痕迹。此外,“毅力号”2021年首次在火星上利用大气中的二氧化碳制成氧气,这是人类首次在地外行星上制氧。

  未来一段时间,人类探测火星将主要完成两大任务,一是对火星进行采样返回探测,对火星进行区域性精查,以确定火星上是否有水、是否有生命的痕迹等;二是完成载人登陆火星。这两项任务史无前例,需要克服许多困难。

  具体来看,火星采样返回主要有两大难点:一是如何在火星表面获取样品,然后从火星表面起飞上升;二是如何在火星轨道上完成上升器和返回器—轨道器组合体之间的交会和样品的转移,这对于探测器的智能化设计提出了很高要求。载人登陆火星遇到的挑战更大。火星距离地球遥远,用目前的技术往返火星至少需要520天。无论是超重型运载火箭、能提供长期生命保障环境的载人火星飞船的研制,还是大质量载人火星飞船的着陆和上升技术,以及火星航天员的选拔、火星服的研制等,都考验着人类智慧。

  火星是一颗承载人类梦想的星球。由于火星的亮度等变幻无常,让人迷惑,我国古人将这颗遥远的红色星球取名为“荧惑”。伴随着人类深空探索事业不断推进,我们相信,关于火星的诸多疑惑和密码将会被逐步揭开。

  (作者为全国空间探测技术首席科学传播专家、北京空间科技信息研究所编审)

  《 人民日报 》( 2024年03月29日 16 版)

(责编:岳弘彬、牛镛)