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2020-07-24 11:03:38
來源：光明日報(bào)
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天問一號探測器的成功發(fā)射，拉開了中國行星探測的序幕。探月之后，中國深空探測的步伐將邁向更遙遠(yuǎn)的星球。
這時，很多人可能會問：行星探測的第一站，為什么是火星？或者說，我們?yōu)槭裁匆セ鹦牵磕壳埃祟悓鹦菍?shí)施了40余次探測任務(wù)，為何對火星情有獨(dú)鐘？
要回答這些問題，得先從地球說起。
從太空看，這顆藍(lán)色星球是如此特別，甚至是一個很孤獨(dú)的存在。一直以來，人類都被這個終極問題所困擾：我們從哪里來，要到哪里去？這個問題也能以另一種形式來表述：地球是如何演變的？生命是如何誕生的？我們在宇宙中是否還有同伴？
“我們雖然生活在地球上，但僅僅在地球上去認(rèn)識地球，肯定還是不夠的。”首次火星探測任務(wù)工程副總指揮、國家航天局探月與航天工程中心主任劉繼忠指出，研究火星，對認(rèn)識地球演變具有非常重要的比較意義。
為什么？因?yàn)樵谔栂蛋舜笮行侵校鹦鞘亲?ldquo;像”地球的那一個，環(huán)境與地球最為相似。
“有人認(rèn)為，火星是地球的過去，地球過去就是火星的樣子。也有人認(rèn)為，火星是地球的未來，地球在朝著火星的方向演變。”國家航天局探月與航天工程中心深空探測工程總體部部長耿言向記者解釋。
太陽系中有四個類地行星：水星、地球、火星、金星。它們的主要成分都是硅酸鹽，有固體表面。而木星、土星、天王星、海王星其他四大行星，主要成分是氣體，是否有固體表面現(xiàn)在還不確定。
根據(jù)目前對太陽系各個行星的探測，火星的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)與地球最為相近。火星的自轉(zhuǎn)周期為24小時37分22秒，也就是說，火星上的一天與地球上的一天非常接近。而且，火星也是傾斜著身子自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)軸傾角為25.19度，與地球(約23度)十分接近。由于自轉(zhuǎn)軸傾角和自轉(zhuǎn)周期與地球相近，火星的晝夜長短及四季變化與地球也幾乎一樣。“在火星過日子與地球差不多。”耿言說。
此外，火星的表面溫度大約在零下133攝氏度到零上27攝氏度之間，在太陽系類地行星中，與地球最為接近。其他幾個類地行星，更熱或更冷，溫差能達(dá)到幾百攝氏度。火星的地貌特征與地球也很像，擁有高山、平原和峽谷等多種地形，南方充滿隕石撞擊的高地和峽谷，北方則多是被熔巖填平的平原。
“還有一個關(guān)鍵是，有明確證據(jù)證明，火星上曾經(jīng)存在水。”耿言說，火星上是否存在孕育生命的條件以及火星是地球過去還是地球未來，成為火星研究的重大科學(xué)問題。
除了科學(xué)研究上的考慮，選擇火星也是一種現(xiàn)實(shí)考慮，量力而行。
“從工程實(shí)施角度來看，去火星相對更容易些。”耿言說，在太陽系各大行星中，火星與地球鄰近。基于現(xiàn)有航天能力，航天器飛行約7個月可到達(dá)火星。去水星等其他行星，至少需要數(shù)年的飛行時間。因此，相比更遠(yuǎn)的行星，火星探測的任務(wù)周期較合適。
盡管如此，火星探測任務(wù)的難度仍然很大。由于火星相對地球距離較為遙遠(yuǎn)，對發(fā)射、軌道、控制、通信和電源等技術(shù)都提出了很高的要求。考慮到風(fēng)險(xiǎn)、成本等因素，地球航天器到火星的最佳路線為1925年提出的“霍曼軌道”。由于該軌道每26個月才能出現(xiàn)一次，且最近“霍曼軌道”形成時間為2020年夏天，所以近期各國火星探測計(jì)劃均集中在該時間段。
據(jù)國家航天局透露，目前，多個國家或地區(qū)具備探測火星的技術(shù)能力，有的項(xiàng)目已在準(zhǔn)備中，未來一段時間火星探測的“朋友圈”將更加壯大。而且，火星與地球有最接近的環(huán)境，使得機(jī)器人或人類進(jìn)入火星成為可能。因此，在載人登月之后，火星成為人類登陸行星的首選目標(biāo)。
“人類終將會長大，離開自己的搖籃。”中國月球探測工程首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)如此詩意地表達(dá)對人類與火星未來的暢想——我們要將火星這顆紅色星球，改造為綠色星球，最后變成藍(lán)色星球。
(本報(bào)記者 陳海波)
(項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)：本報(bào)記者 陳海波、王斯敏)
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