“天問一號”出發,爲人類開發火星提供線索

亞太日報

text

7月23日中午12時40分許,中國首次火星探測任務“天問一號”探測器(包括着陸平臺、環繞器和火星車),在海南島東北海岸中國文昌航天發射場,由長征五號遙四運載火箭發射升空。這是中國首次執行火星探測任務,欲通過一次發射,實現火星環繞、着陸和巡視探測。

即便地球距火星億萬裏,多年來人類也一直都在苦苦地追尋着火星。火星是太陽系8大行星之一,按離太陽由近及遠的次序排列爲第4顆。在太陽系8大行星之中,火星也是除了金星以外,距離地球最近的行星,但最遠時約爲4億千米,最近時也有將近1億千米。

爲何地球人要如此執着地探索火星?除了距離地球較近,最重要的原因是,火星與地球的環境相似,有水有土壤,因此可能存在生命,並且在這個星球上還有很多地球所沒有原材料。簡言之,火星與地球太相似,都有季節和晝夜,如火星上的晝夜時長爲24小時37分22秒,與地球的晝夜24小時最接近,所以被稱爲“第二地球”,認識火星將有助於認識地球,也可能爲人類找到一個備份的棲息綠洲。

從人類於1600年代開始使用望遠鏡對火星進行觀測算起,地球人探索火星已經有400多年。但是,如果以人類把物體送上火星探索火星算起,人類探索火星則有約50年。1971年11月27日,蘇聯火星2號(Mars 2)登陸器在火星着陸,但墜毀;1971年12月2日,蘇聯火星3號(Mars 3)登陸器成功在火星軟着陸,成爲第一個抵達火星的探測器,並在火星表面發出14.5秒信號。1976年9月3日,美國維京1號登陸器在火星表面軟着陸,第一個向地球發回火星照片。

現在,中國“天問一號”探測器向火星邁進意味着,多年來中國探索火星和航天技術有了長足的發展,已經成爲研究太空和火星不可或缺的重要技術力量。

探索火星的目標有很多,但終極目標是,爲地球人所利用,併爲人類文明的發展提供科學的視野和深遂的眼光,讓世界各國獲得前進的正確方向。

顯然,這些目標包括幾個階段性任務。最長遠的目標是人類在遙遠的未來可以移民火星,中級目標是,可以從火星獲得地球上所缺少的資源和材料;最近的任務是,藉助對火星的認知更深刻地認識人類居住的地球。但是,探索火星的遠中近幾個目標又是交織在一起。

讓人類移民火星是最爲遙遠的目標,如果要給個時間,則是以1000年爲單位。要讓火星適宜於人類居住,首先要有空氣,同時,需要有水並且能生產糧食。目前,即便與其他星球相比火星有更適合人類移民的居住條件,但現階段還是不宜人類生存。

探索火星的中期目標是,獲取火星上所獨有而地球上所缺乏的資源和材料,如稀有金屬。根據美國和日本研究人員近期發表在《地球物理快報》上的一篇文章稱,當原始行星形成足夠的材料時,鐵和鎳等金屬開始分離並下沉形成核心。這能解釋爲何地球的核心主要是由鐵組成。研究人員預測,與鐵結合的元素也應該存在於火星的核中,包括黃金、鉑和銥等。

不過,如果不能解決運送效率問題,火星探索的這項任務會非常困難。即便火星遍地是黃金、鉑和銥,運回地球所付出的代價也比它們的價值大得多。1961年-1972年,美國實施阿波羅計劃,從月球運回382公斤岩石樣品。這些石頭的成本,相當於同等重量鑽石的30多倍。從火星運回物質和材料會更昂貴,除非未來能改進航天器的速度和裝載空間。

探索火星的短期目標最爲現實。中國的“天問一號”就是如此,將一次實現“環繞、着陸、巡視”3個目標,獲取火星探測科學數據。探測器將於2021年2月11日-24日環繞火星運行,並於2021年4月23日降落一臺火星車到火星表面,進行90天的探索工作。除了要進行探測作業,還會將它在億萬千米之外的所見所聞傳回地球,幫助人們認識火星、瞭解火星。

環繞器和火星車都配備了探地雷達,均可能“透視”火星。環繞器能“看透”幾千米深的地層。火星車上的雷達雖然看不到這麼深,但分辨率卻能達到釐米級,或許能幫助人們瞭解火星地表以下的水冰分佈。環繞器和火星車還搭載了礦物光譜儀、高能粒子分析儀、激光擊穿光譜儀等多種儀器,能幫助遠在地球的科學家探測火星的磁場,研究火星岩石、土壤和大氣的成分。

迄今,人類對地球的表面、深部、大氣、生物圈等展開了大量的研究,但還是不識廬山真面目。其中一個重要原因是,沒有參照系。除了大氣、溫度、水和晝夜轉換,火星上也有高山、峽谷、火山、冰川、寒旱區等,如果對火星上的這些環境進行研究,就是讓地球與火星互爲參照物,找到兩者的異同,既可爲人類未來在地球的發展獲得明確的方向,也可爲開發火星提供線索。

(來源:中國網)