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“天問一號”發(fā)射升空！關(guān)于火星探測，你需要知道的都在這里！

2020/7/24 16:08:54


碧水藍天“環(huán)保服務(wù)中心”全國招募政策

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23日12時41分，中國首個火星探測器“天問一號”搭乘長征五號遙四運載火箭，在中國海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。作為國首次執(zhí)行火星探測任務(wù)，“天問一號”的任務(wù)目標(biāo)是通過一次發(fā)射，實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測，獲取火星探測科學(xué)數(shù)據(jù)。

根據(jù)計劃，經(jīng)過約200天的飛行后，探測器將抵達火星軌道，于2021年2月11-24日環(huán)繞火星運行，并于2021年4月23日降落一臺火星車到火星表面，進行時長90個火星日的探索工作。

▲搭載天問一號的長征五號火箭發(fā)射
我國此次火星探測任務(wù)可謂是前無古人、后無來者，將首次實現(xiàn)火星探測器發(fā)射“繞、落、尋”一步到位，這是美國、俄羅斯，包括前蘇聯(lián)都沒有做到的。

火箭發(fā)射的威力之大，連攝像畫面都受到了波及。

▲長征五號火箭“胖五”
我國的火星探測器發(fā)射任務(wù)“天問”的名稱取自屈原的長詩《天問》：
遂古之初，誰傳道之？
上下未形，何由考之？
“請問遠古開始之時，誰將此態(tài)流傳導(dǎo)引？天地尚未成形之前，又從哪里得以產(chǎn)生？”寓意探求科學(xué)真理征途漫漫，追求科技創(chuàng)新永無止境。
中國自主的火星探測任務(wù)自2010年開始啟動，2018年火星探測任務(wù)飛控團隊成立，十年的堅守?fù)Q來了中國火星探測任務(wù)第一步成功邁出。

下面來看“天問一號”到底牛在哪？“天問一號”就近要執(zhí)行什么樣的任務(wù)呢？


“天問一號”的多項任務(wù)


火星是太陽系中與地球環(huán)境最為相似的行星，了解火星對研究地球早期歷史和生命起源有著重要價值，也對人類拓展生存空間具有重要意義。如果“天問一號”探測任務(wù)成功完成，將為我們提供關(guān)于火星的大量全新信息。

例如，為了繪制火星的地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖，環(huán)繞器和火星車都配備了探地雷達。環(huán)繞器上的雷達可以“看透”幾千米深的地層，而火星車上的雷達雖然看不到這么深，但分辨率卻能達到厘米級。這或許能幫助我們了解火星地表以下的水冰分布。

而“天問一號”另一項激動人心的任務(wù)，是探測火星的磁場。目前有理論認(rèn)為，火星曾擁有和地球類似的磁場?；鹦堑拇艌鼍烤拱l(fā)生過怎樣的變化？“天問一號”環(huán)繞器與火星車將為我們提供更多的證據(jù)。

▲著陸巡視器成功著陸后，火星車駛離著陸平臺
除此之外，環(huán)繞器和火星車還將搭載礦物光譜儀、高能粒子分析儀、激光擊穿光譜儀等多種儀器。這些設(shè)備將幫助遠在地球的科學(xué)家研究火星巖石、土壤和大氣的成分，更好地了解火星環(huán)境。

“天問一號”火星車的設(shè)計壽命為90個火星日（一火星日約為24小時40分鐘）。這將成為中國航天者向太空發(fā)問的第一步，也是中國航天走向深空的里程碑。


“天問一號”著陸器及巡視器（圖片來源：CNSA）


為什么是火星？


從科學(xué)角度，火星可以看做宇宙賜給地球的天然實驗室。
 
科學(xué)研究表明，在大約40億年前，火星的氣候應(yīng)該類似于地球，但最終因為某種原因變成了現(xiàn)在的模樣。在那個時候，河流在火星上蜿蜒流淌，星羅棋布的湖泊嵌在火星表面，甚至有可能存在著海洋。這些研究意味著火星具備產(chǎn)生生命所必備的元素，或許，火星曾經(jīng)也存在著生命？
 
此外，與南極類似，火星上空也存在著一個巨大的臭氧空洞。探索火星臭氧空洞形成的原因，以及臭氧空洞對火星造成的后果，都對地球的未來有著重要參考意義。
 
火星是除了金星以外和地球最近的鄰居。相比于金星表面近500攝氏度的高溫，火星表面顯然更適宜人類居住。顯然，探索火星就是在尋找人類的第二個家園。
 



人類探測火星漫漫長路



從兒時的《火星奇遇記》，到“非主流”時期流行的“火星文”，再到電影《火星救援》，這個神秘的鐵銹紅色星球——火星，一直寄托著無數(shù)人的太空夢想。

“硅谷鋼鐵俠”馬斯克是火星的“狂熱粉絲”，這位科學(xué)怪人一直在為人類移民火星做努力，此前在馬斯克SpaceX載人航天器“龍飛船”成功發(fā)射后，他即刻發(fā)表推特稱：通往火星的大門已經(jīng)開啟。

人類對火星歷史的追溯可以到公元前，但對火星的探測是最近60年的事情。60年間，人類共進行了47次火星探測，成功率僅有43%，而在火星上成功著陸的探測器也只有8個，因此由于火星沒收了很多人類的探測器，這個紅色星球也被人們形象地稱為“航天器墳場”。

▲迄今為止人類向火星發(fā)射的探測器

但就算是這樣，人們還是依舊前赴后繼地將探測器運往火星，畢竟這個可能作為未來“人類移民最佳選擇”的神秘星球，火星的魅力實在是太大了。

人類火星探測起步于60年代美蘇的“太空競賽”，美蘇兩個大國在探測火星的旅途中完成了很多“第一次”。

▲火星 圖源：NASA

1960年10月10日，前蘇聯(lián)向火星發(fā)射了第一枚探測器。1964年美國發(fā)射的水手4 號， 是有史以來第一枚成功到達火星并發(fā)回數(shù)據(jù)的探測器。

在1971年，蘇聯(lián)發(fā)射火星3號成為了首顆在火星著陸的探測器，盡管它只工作了20秒，但是也成為了人類探測器在火星著陸的一個重要里程碑。

1975年8月20日美國發(fā)射的海盜1號，成為了全球首個能成功登陸火星的衛(wèi)星。

在20年后，1996年，美國的火星環(huán)球偵測者號發(fā)射成功，這枚探測器持續(xù)工作了 10 年，直到 2006 年才失去訊號聯(lián)絡(luò)，它是最成功的火星探測任務(wù)之一。它利用所攜帶的一些專業(yè)儀器，進行海拔高度測量，科學(xué)家繪制了火星的地形圖。

▲火星3D地圖

進入00年代，歐盟和中國也加入了火星探測的行列中，而美國在這一時期迎來火星探測“大爆發(fā)”，在火星探測事業(yè)上遙遙領(lǐng)先。

2003年，美國將勇氣號和機遇好兩輛火星車送往太空，對火星進行實地考察。勇氣號在執(zhí)行任務(wù)期間，曾首次找到火星上曾有水存在的證據(jù)，并從火星上拍攝到了地球的照片。

2007年美國鳳凰號探測器首先證實了火星上的確存在水，還找到了火星上存在碳酸鈣和粘土的線索。同年，歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器靠近火星飛行，順利完成利用火星引力調(diào)整飛行速度和軌道的任務(wù)。

在10年代，印度成為了火星探測黑馬，中國也在重啟火星探測計劃。而在今天，中國終于完成了首次自主進行火星探測的第一步。

天問一號標(biāo)志著中國深空探測的從0到1，這之后，我們還有很長的路要走。天問一號正如《天問》的作者屈原在自己的另一篇名作《離騷》中說的那樣，“乘騏驥以馳騁兮，來吾道夫先路！”



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