“天问一号”来了！权威专家解读中国火星探测计划

4月24日，国家航天局在2020年中国航天日线上启动仪式上公布：首次火星探测任务被命名为“天问一号”，后续行星任务依次编号。我国的火星探测分哪几步走？火星探测器指的是什么？具体将在什么时候发送火星探测器？权威专家将为您一一解读。

中国有怎样的火星探测计划？

吴宝俊：周星驰有一部著名的电影叫《少林足球》，里面有一句经典台词“地球太危险，你回到火星去吧”，我们今天就要聊一聊怎么回到火星。

前一段时间媒体曝出了中国的火星探测任务，咱们的火星探测器什么时候发射？

贾阳：2020年的夏天如果一切顺利的话我们的火星探测器就奔火星去了。整个时间比较长，因为火星比较远，要飞到的话需要七八个月的时间，然后还要开展大概一年以上的探测。

吴宝俊：火星车大概有多大？

贾阳：从车体来说差不多两个桌子这么大。

吴宝俊：火星车和探测器是同一个东西吗？

贾阳：探测器是一个大名称，火星车是其中的一类在火星上走的探测器。探测器在火星的轨道上绕着火星飞，这叫环绕器，也是探测器之一，就跟地球的卫星看地面道理是一样的。

还有一种在到火星表面的时候进入，叫做进入器或者进入舱。然后把这个火星车从进入舱里面放出来，在火星上开始走，叫巡视，这个时候火星车就变成一个自己独立的巡视器。探测器是一个总的称呼。

吴宝俊：贾老师，咱们国家的火星探测计划分几步走？

贾阳：宏观来说是这样的，探测月球的时候咱们国家的计划是分成三步走的。第一步是绕着月亮飞，第二步是落到月亮表面上去，第三步是把月球的样品取回来。就是所谓的“绕、落、回”三个阶段。

但是火星探测的第一步想把前两步合并，就是既实现绕着火星环绕，又实现到火星的表面上去开展探测，但是做不到把火星的样品取回来。

吴宝俊：是不是因为吸取了很多我们探月时候的技术上的经验，所以就可以合二为一了？

贾阳：有技术进步的原因，也有一个原因就是去火星的这个窗口太宝贵，一般二十几个月才有一次去的机会，如果要是按部就班一次次走的话战线就会拉得更长一些。现在是希望把我们的（降）落火（星）然后巡视这个愿望早日实现。

探索火星的初心是什么？

吴宝俊：有一句话说的好，叫做不忘初心，牢记使命。探索火星的初心，就是原始的动机是什么？火星有什么不一样的地方，或者说火星有什么特别的点呢？

苟利军：可以从天文学观测的角度去追溯一下。首先，火星是我们能够看到的可以移动的五颗行星之一。在金、木、水、火、土这五颗行星当中，金星跟火星其实跟地球相对比较近的，但是金星周围包含着一层厚厚的大气，我们是看不清它的表面的。

尽管现在我们知道金星其实跟地球更为接近，它的大小跟地球更为接近，而火星的直径其实差不多是地球直径的一半，所以它要小非常多，但是火星的大气要薄很多，所以我们可以直接看到它表面的各种状况。

19世纪的时候，已经有一米多口径大小的望远镜了，它就可以直接看到火星表面的特征，发现有好多沟渠一样的东西。当时人们就非常地兴奋，以为这是当时火星文明挖出来的一些类似运河的东西。

我们现在知道有可能火星另外还具有一些其他的跟地球很接近的特性。所以如果我们能够站在火星之上，就能感受到火星四季的变化。但是在其他的行星比如金星上就没有这种变化。

另外火星处于太阳系之内的宜居区的最外边缘。宜居区是在过去二十多年地外生命探测的过程中提出来的，也就是说在这个范围之内有可能会有生命的存在。

对于火星而言，它正好处于太阳系内宜居区的外边缘，那就说明火星上可能会有液态水或者甚至生命的存在。

太空探索的边界受到什么因素影响？

吴宝俊：人类的太空探索边界的很大程度上取决于火箭运载能力，咱们国家的火箭运载能力最强的是长征五号。长征五号能把探测器最远送到太阳系的哪里呢？

贾阳：火箭确实是航天技术往前走的一个基础平台，它提供的能力越大，整个航天的舞台就越大，这是毋庸置疑的。咱们国家现在“胖五”相当于是在成熟之中，再飞之后应该就要执行很多任务，包括火星的，也包括月球的。刚才提的两个例子如果没有“胖五”的支持实际上是实施不了的。

如果直面刚才那个问题，说到底能不能飞到太阳系的最边缘，这和多长时间到达，发射的东西到底有多大的重量有关系。

稍稍量化一点，如果是发到月球的一个探测器，发到奔月的轨道上的话，应该就是八吨左右的重量；如果要是发到火星的轨道，那基本上是四吨；如果想要更快到达探测器的边界，这个探测器就得设计的更小一些。

苟利军：我想补充一点，想把一个探测器或者类似的东西送到太阳系边缘，其实不仅仅与火箭有关，与多种因素都有关系。

比如说最近炒得非常热的“旅行者2号”，它在2018年12月份的时候，根据NASA的定义说是飞出了太阳系。“旅行者1号”是在2012年的时候飞出了所谓的太阳系。

这里的太阳系，其实不是真正意义上的太阳系。它定义的太阳系是太阳的日球层。也就说它飞出了太阳风和星际介质相互作用的一个界面。

要飞出太阳系不是火箭可以直接完成的。美国的火箭就非常厉害，可以直接把探测器送到那边，当然火箭送到只是第一步，让它离开地球附近，在接下来在过程中，它要经过不同的天体，比如说木星、土星，通过这些行星的引力弹弓，这种引力的加速之后才最终飞出太阳系。

吴宝俊：《流浪地球》这部电影当中就提到了引力弹弓。

苟利军：是的。所以我们为什么要选择这些大的，比较重的天体呢？就是因为它质量比较大，所以一个小的天体从它那里拿一点点角动量，对它没有太大的影响。

什么是引力弹弓效应？ 

吴宝俊：苟老师能不能通俗地解释一下引力弹弓效应。

苟利军：比如在生活中，我抛一个乒乓球下去，如果这个桌子不动的话，弹回来的速度不会发生变化，就是说这个球垂直掉下去垂直弹上来的时候，向前的速度是零。

（编辑：555手机网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!