中国何时探测火星？

中国何时探测火星？
        作者: 喻菲 全晓书

        本周，火星变得热闹起来。

        21日美国航天局一枚新的火星探测器（MAVEN）经过10个月的飞行进入了火星轨道，希望揭开火星大气失踪之谜。印度外太空研究组织24日宣布，印度首个火星探测器“曼加里安”成功进入火星轨道，印度成为第一个实现火星探测的亚洲国家。

        中国何时开展火星探测？目前官方尚未公布明确的计划，仅能从一些专家的讲话中寻找端倪。

        有着“嫦娥之父”之称的中科院院士欧阳自远在今年6月举行的第22届国际天文馆学会大会上透露，中国计划在2020年实现火星着陆巡视，在2030年实现火星采样返回。

        其实，早在2011年，中国首颗火星探测器“萤火一号”曾搭乘俄罗斯运载火箭发射升空。但由于火箭变轨发生意外，未能实现探测。



        2013年11月5日，印度向火星发射了一枚名为“曼加里安”的探测器。

        嫦娥二号和嫦娥三号总指挥顾问、总设计师顾问叶培建曾数次在政协会议上呼吁，中国应尽快开展火星探测。“印度已经走到了我们前面。”

        中国的深空探测近几年在探月方面稳步推进，“但这些工作只是围绕着月亮，而月亮是地球的卫星，并没有走到行星际去”。叶培建指出，国际上深空探测有两个特点：一是所有探月国家很快都进行了火星探测；二是上世纪火星探测的次数远远少于月球探测，但本世纪迄今为止，火星探测次数多于月球探测，全球都很关注火星。

中国具备火星探测能力吗？

        多位航天专家对中国开展火星探测的技术能力表示出信心。

        叶培建说，中国航天科研团队此前对于火星探测的设计也是“绕落回”三步走的方案，但是“既然我们已经在时间上落后了，我们就要在水平上做好”。他满怀信心地表示，按照现在的技术储备，“我们有能力搞一次既绕也落。”

        中国空间技术研究院研究员、《国际太空》杂志副主编庞之浩认为，中国火星探测器在2020年实现巡视的可能性很大，因为在深空测控方面的主要技术障碍已经克服。

        专家介绍，随着探月工程的实施，中国已经掌握很多技术和基础设施，特别是佳木斯和喀什的两座大型地面测控站建成，中国具备对火星探测的远距离测控通信能力。

        火星与地球之间的距离最近时约5500万公里，最远为4亿公里。专家认为，即使在火星距地球最远时，中国的测控通信能力也没有问题。

        嫦娥三号探测器总设计师孙泽洲称，中国目前完全具备火星探测能力。即将研制成功的“长征五号”运载火箭可以胜任近地小行星、金星、木星的环绕探测；可以支撑火星的无人着陆探测，但对于火星的采样返回，则需要比“长征五号”运载能力更大的火箭。

        中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪说，“长征五号”火箭研制进展顺利，2015年发射后将使中国进入空间的能力成倍提升。“总体来说，我们火箭的能力要比印度强”。

        龙乐豪说，中国无论从火箭、探测器还是测控条件来说，“去火星没有任何问题”，因为嫦娥二号已经飞到了8300万公里远的深空距离。

        他认为，以中国现有的条件，发射一个比印度“曼加里安”号大得多的探测器的能力完全具备。中国火星探测的时间比印度晚一些，但可以后来居上。中国的火星探测方案可能不只是发射一个小卫星，而是一次任务里实现绕、落和行走。
  


火星探测需解决哪些技术难题？

        庞之浩说：“进入火星轨道难度比较大，号称是‘恐怖的7分钟’。像美国和苏联当年刚开始进行火星探测的时候都遇到一些困难，失败率还是比较高的。”尤其是要落到火星表面技术难度较大。因为火星与真空的月球不一样，火星上的沙尘暴据说是地球台风的几倍大。

        专家认为，火星探测首先要突破的一大技术难题就是探测器如何在稀薄的火星大气中制动减速。

        叶培建说，由于距离遥远，测轨精度必定降低，这就需要采取新的技术方法，来保证探测器近火制动的准确性。

        他说，探测器从地球飞往火星单程就需要10个月。在“日凌”时，即太阳、地球、飞行器在同一条直线上的时候，由于太阳辐射的关系，通信很受影响。火星探测器在飞往火星途中，“日凌”现象对测控通信的影响将达2个月左右。所有这些，都要求火星探测器飞往火星途中及开展深空探测任务时具备自主管理、自主导航的能力。


为什么去火星？

        每次提出一项新的太空探索计划，人们总要反复问：地球上还有那么多问题没有解决，为什么要去关心那么遥远的事。很多高瞻远瞩的人已经回答过这样的问题，让我们再来重温一下吧：

美国人说：
“通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题。然而，它所带来的大量新技术和新方法可以用在火星项目之外，这将产生数倍于原始花费的收益。
……
太空项目是科技进步的催化剂，它为学术研究工作提供了绝佳的实践机会。
……
太空探索不仅给人类提供了一面审视自己的镜子，还给我们带来了全新的技术、全新的挑战、积极的进取精神，以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。”
    ——美国航天局答复修女关于目前地球上还有这么多小孩吃不上饭，怎么舍得为远在火星的项目花费数十亿美元的信。

印度人说：
“如果我们没有伟大的梦想，就永远是伐木人和挑水工。”
    ——印度政府发言人回答西方媒体质问：世界上三分之一的穷人都在你们国家，为什么还花大钱干这个。

俄罗斯人说：
“地球是人类的摇篮，但人不能永远生活在摇篮里。”
    ——俄国“火箭之父”齐奥尔科夫斯基

科学家说：
这颗红色的行星上是否曾经存在过生命？生命是怎样起源的？火星与太阳系是怎样起源及演化的？未来能否将火星改造成人类可居住的星球？地球人在宇宙中是孤独的吗？

科幻作家说：
火星是人类进行太空移民的第一选择。最有可能的情况是，当危机到来时，人类才投入全部力量到地外世界的探索和开拓中去。而其实人类移民到火星需要漫长的时间来实现。
    ——中国科幻作家刘慈欣

哲学家说：
你要问去火星有什么意义，那么请问若干亿年前海洋生物第一次爬上陆地有什么意义？


美国“好奇号”火星车项目团队2013年底宣布，“好奇号”在火星上发现了一个早已干涸的远古淡水湖，理论上这个湖泊曾经支持一些简单微生物存活。


中国何时探测火星？中国何时探测火星？
        作者: 喻菲 全晓书

        本周，火星变得热闹起来。

        21日美国航天局一枚新的火星探测器（MAVEN）经过10个月的飞行进入了火星轨道，希望揭开火星大气失踪之谜。印度外太空研究组织24日宣布，印度首个火星探测器“曼加里安”成功进入火星轨道，印度成为第一个实现火星探测的亚洲国家。

        中国何时开展火星探测？目前官方尚未公布明确的计划，仅能从一些专家的讲话中寻找端倪。

        有着“嫦娥之父”之称的中科院院士欧阳自远在今年6月举行的第22届国际天文馆学会大会上透露，中国计划在2020年实现火星着陆巡视，在2030年实现火星采样返回。

        其实，早在2011年，中国首颗火星探测器“萤火一号”曾搭乘俄罗斯运载火箭发射升空。但由于火箭变轨发生意外，未能实现探测。



        2013年11月5日，印度向火星发射了一枚名为“曼加里安”的探测器。

        嫦娥二号和嫦娥三号总指挥顾问、总设计师顾问叶培建曾数次在政协会议上呼吁，中国应尽快开展火星探测。“印度已经走到了我们前面。”

        中国的深空探测近几年在探月方面稳步推进，“但这些工作只是围绕着月亮，而月亮是地球的卫星，并没有走到行星际去”。叶培建指出，国际上深空探测有两个特点：一是所有探月国家很快都进行了火星探测；二是上世纪火星探测的次数远远少于月球探测，但本世纪迄今为止，火星探测次数多于月球探测，全球都很关注火星。

中国具备火星探测能力吗？

        多位航天专家对中国开展火星探测的技术能力表示出信心。

        叶培建说，中国航天科研团队此前对于火星探测的设计也是“绕落回”三步走的方案，但是“既然我们已经在时间上落后了，我们就要在水平上做好”。他满怀信心地表示，按照现在的技术储备，“我们有能力搞一次既绕也落。”

        中国空间技术研究院研究员、《国际太空》杂志副主编庞之浩认为，中国火星探测器在2020年实现巡视的可能性很大，因为在深空测控方面的主要技术障碍已经克服。

        专家介绍，随着探月工程的实施，中国已经掌握很多技术和基础设施，特别是佳木斯和喀什的两座大型地面测控站建成，中国具备对火星探测的远距离测控通信能力。

        火星与地球之间的距离最近时约5500万公里，最远为4亿公里。专家认为，即使在火星距地球最远时，中国的测控通信能力也没有问题。

        嫦娥三号探测器总设计师孙泽洲称，中国目前完全具备火星探测能力。即将研制成功的“长征五号”运载火箭可以胜任近地小行星、金星、木星的环绕探测；可以支撑火星的无人着陆探测，但对于火星的采样返回，则需要比“长征五号”运载能力更大的火箭。

        中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪说，“长征五号”火箭研制进展顺利，2015年发射后将使中国进入空间的能力成倍提升。“总体来说，我们火箭的能力要比印度强”。

        龙乐豪说，中国无论从火箭、探测器还是测控条件来说，“去火星没有任何问题”，因为嫦娥二号已经飞到了8300万公里远的深空距离。

        他认为，以中国现有的条件，发射一个比印度“曼加里安”号大得多的探测器的能力完全具备。中国火星探测的时间比印度晚一些，但可以后来居上。中国的火星探测方案可能不只是发射一个小卫星，而是一次任务里实现绕、落和行走。
  


火星探测需解决哪些技术难题？

        庞之浩说：“进入火星轨道难度比较大，号称是‘恐怖的7分钟’。像美国和苏联当年刚开始进行火星探测的时候都遇到一些困难，失败率还是比较高的。”尤其是要落到火星表面技术难度较大。因为火星与真空的月球不一样，火星上的沙尘暴据说是地球台风的几倍大。

        专家认为，火星探测首先要突破的一大技术难题就是探测器如何在稀薄的火星大气中制动减速。

        叶培建说，由于距离遥远，测轨精度必定降低，这就需要采取新的技术方法，来保证探测器近火制动的准确性。

        他说，探测器从地球飞往火星单程就需要10个月。在“日凌”时，即太阳、地球、飞行器在同一条直线上的时候，由于太阳辐射的关系，通信很受影响。火星探测器在飞往火星途中，“日凌”现象对测控通信的影响将达2个月左右。所有这些，都要求火星探测器飞往火星途中及开展深空探测任务时具备自主管理、自主导航的能力。


为什么去火星？

        每次提出一项新的太空探索计划，人们总要反复问：地球上还有那么多问题没有解决，为什么要去关心那么遥远的事。很多高瞻远瞩的人已经回答过这样的问题，让我们再来重温一下吧：

美国人说：
“通往火星的航行并不能直接提供食物解决饥荒问题。然而，它所带来的大量新技术和新方法可以用在火星项目之外，这将产生数倍于原始花费的收益。
……
太空项目是科技进步的催化剂，它为学术研究工作提供了绝佳的实践机会。
……
太空探索不仅给人类提供了一面审视自己的镜子，还给我们带来了全新的技术、全新的挑战、积极的进取精神，以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。”
    ——美国航天局答复修女关于目前地球上还有这么多小孩吃不上饭，怎么舍得为远在火星的项目花费数十亿美元的信。

印度人说：
“如果我们没有伟大的梦想，就永远是伐木人和挑水工。”
    ——印度政府发言人回答西方媒体质问：世界上三分之一的穷人都在你们国家，为什么还花大钱干这个。

俄罗斯人说：
“地球是人类的摇篮，但人不能永远生活在摇篮里。”
    ——俄国“火箭之父”齐奥尔科夫斯基

科学家说：
这颗红色的行星上是否曾经存在过生命？生命是怎样起源的？火星与太阳系是怎样起源及演化的？未来能否将火星改造成人类可居住的星球？地球人在宇宙中是孤独的吗？

科幻作家说：
火星是人类进行太空移民的第一选择。最有可能的情况是，当危机到来时，人类才投入全部力量到地外世界的探索和开拓中去。而其实人类移民到火星需要漫长的时间来实现。
    ——中国科幻作家刘慈欣

哲学家说：
你要问去火星有什么意义，那么请问若干亿年前海洋生物第一次爬上陆地有什么意义？


美国“好奇号”火星车项目团队2013年底宣布，“好奇号”在火星上发现了一个早已干涸的远古淡水湖，理论上这个湖泊曾经支持一些简单微生物存活。


中国何时探测火星？