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天問一號 專家：未來火星旅游不是夢

來源：人民網-強國論壇 原創稿
人民網北京5月16日電(方經綸 張桂貴)5月15日，“天問一號”火星探測器攜帶“祝融號”火星車及其著陸組合體成功著陸火星，它標著我國成為世界上第二個有能力實現火星表面巡視探測的國家。圍繞網友關心的話題，人民網強國論壇采訪人員采訪了航天專家、北京大學地球與空間學院教授焦維新。
天問一號 專家：未來火星旅游不是夢
文章插圖
2020年7月23日，在海南文昌航天發射場，天問一號探測器由長征五號遙四運載火箭成功發射。新華社采訪人員 才揚 攝
到達火星和月球難度不可同日而語
強國論壇：登陸火星和登陸月球相比，難度體現在哪里？
焦維新：登陸火星和登陸月球相比，難度體現在多個方面。首先，火星距離地球遠。地球與月球之間的距離為三十八萬公里，而地球距火星最近的時候是它們同在太陽的一側，并且排成一線，距離達五千多萬公里，但此時的地球并不具備發射火星探測器的條件，等到滿足發射條件時，火星探測器需要航行的距離一般在一億公里左右。所以，到達火星和到達月球的難度不是同一個級別。
其次，當探測器到達火星附近時，速度是高于火星軌道的逃逸速度的，如果探測器以這個速度靠近火星，火星的引力場就無法將它“捕獲”，它在火星附近拐個彎就跑太陽系里去了。這時，探測器就要調轉一百八十度，利用發動機反方向點火減速，之后它才能被火星的引力“捕獲”。
探測器和地球相差一億多公里，通信的單程時間就要二十分鐘左右，操作時還在火星的背面，因此人們不能通過地面指令對它進行遙控，只能依靠飛行器原本設定的程序來操作，這對于設計探測器切入火星軌道的科研人員提出了極大的考驗，國外就曾有探測器在這一階段失控導致探索失敗的例子。
再次，探測器著陸這個環節，在火星上的難度更大。探測器在奔赴火星的途中一直處于高速飛行狀態，需要在幾分鐘時間里，逐步將速度從每秒四千八百米降至零，才能最終使探測器平穩到達火星表面。
還有就是月球的特點是沒有空氣，理論上我們完全可以按照真空的情況來考慮，我國科研人員在這方面已經積累了豐富的經驗。但因為火星表面有空氣，卻又非常稀薄，要考慮到的因素非常多，探測器著陸火星對我國科研人員是一個很大的考驗。和地球相比，如果地球是一個大氣壓的話，火星的大氣壓是地球的0.7%。另外，火星的大氣狀況是不斷變化的，我們對于火星大氣的數據尚不能做到實時更新，這些都會給探測器著陸增加難度。
探測出火星是否有生命體存在尚有難度
強國論壇：“天問一號”和“祝融號”都裝載了哪些科研設備，承擔著哪些探測任務？依現有的技術，我們能否探測出火星上是否有生命體的存在？
焦維新：大多數火星探測都是一次發射一個設備，軌道器和火星車分開發射。我國的火星探測器由環繞器和著陸巡視器兩部分組成，初探火星就一次性實現“繞、落、巡”三個目標，這是其他國家前所未有的成果。
“天問一號”此行一共攜帶了十三個科學載荷，其中七個在火星上空的環繞器上，六個分布在火星車“祝融號”上。我們攜帶的載荷還是比較先進的，比如相機就是當前分辨率最高的產品之一。
“祝融號”火星車具備高強自主能力，為規避火星極端天氣的影響，被設置為自主休眠和自主喚醒功能，可工作三個火星月，相當于地球上的九十二天。在這段時間，“祝融號”將收集火星上的大氣數據，了解火星上的氣候，通過火星的表面形貌、土壤特性、物質成分、水冰、大氣電離層、磁場等的科學探測，來了解火星的演變和歷史，給我們帶來關于火星的第一手資料。
我們能不能探測火星是否有生命體？目前來說還很難。因為我們能帶到火星上的還是較為基礎的儀器設備，只能探測到有沒有維持生命體的物質，比如一些有機物或者其他的高分子化合物等。對于生命體的探測而研究，必須把采集的非污染樣品帶回地球，在實驗室里面進行檢測，才能確認這些樣品中是否含有生命體物質，但這也僅僅涉及到一些已經死亡的生命體，或者成活的低級生命體。
未來或有火星旅游，但不會有火星“移民”
強國論壇：當前距離實現載人登陸火星的日子還有多遠？
【 天問一號|專家：未來火星旅游不是夢】焦維新：我覺得這個不會太遠。從人類的火星探測技術發展來看，從20世紀60年代開始到現在，人類已經完成了普查階段，開始進入詳查階段。詳查階段的第一步就是運用火星車一類的工具對局部地區進行詳查。第二步是取樣返回，從現在的日程來看，國際上一些技術先進的國家和機構計劃在2026年發射取樣返回探測器，預計2031年實現返回。我國火星探測也有取樣返回的探測計劃，爭取于20年代末實現目標。現階段任務完成以后，下一步便是載人火星探測，這個難度就更大一些，因此需要方方面面都要做好準備。

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