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    專家:未來火星旅游不是夢

    2021年05月16日19:30 | 來源:人民網-強國論壇
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      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,它標志著我國成為世界上第2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,人民網強國論壇記者采訪了航天專家、北京大學地球與空間學院教授焦維新。

    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。新華社記者 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38萬公里,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5000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1億公里左右。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180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1億多公里,通信的單程時間就要20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4800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1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1次發射1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”3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13個科學載荷,其中7個在火星上空的環繞器上,6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3個火星月,相當于地球上的92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?

      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。

      因為距離的原因,去火星的時間在7個月左右,回來也需要差不多長的時間,而且發射與返回都有一個窗口的問題,如果只在火星待十天半個月就計劃返回,經濟成本上來講過于高昂,效率也很低。所以我認為,應當把載人登陸火星和建立火星基地統籌考慮,讓宇航員在火星上有一個基本的工作與生活的空間,提高工作效率。并且,有了初級的火星基地以后,隨著技術的成熟,我們還可以考慮拓展火星基地的功能。甚至可能發展到有一天,除了科研人員之外,我們普通人也可以到火星旅游,我覺得這是可以實現的,這不是科學幻想,這是技術一步一步發展所能達成的。

      但是,我們不能把這理解為社會上有些人所鼓吹的火星“移民”。無論從哪個角度看,移民都是從原來不理想的環境到達一個理想的環境,地球才是人類在太陽系最適合生存的美麗家園,移民至火星從邏輯上是說不通的。火星的自然條件并不適宜人類生存,火星的大氣壓只有地球的0.7%,而且這0.7%的大氣壓中95%以上是二氧化碳,一年中的平均溫度是零下60度,最低氣溫是零下120度。并且它沒有磁場保護,來自太陽、銀河宇宙線的輻射可以直接打到物體表面,輻射很強。種種因素加起來,根本就談不上適居,人類沒法在這樣的環境中正常生活。

    (責編:張桂貴、賀迎春)

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