2020年美、阿、中三國(guó)火星探測(cè)任務(wù)示意圖。國(guó)家航天局供圖

中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器發(fā)射前工作現(xiàn)場(chǎng)。中國(guó)航天科技集團(tuán)一院供圖

中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器發(fā)射前工作現(xiàn)場(chǎng)。中國(guó)航天科技集團(tuán)一院供圖

幾乎是前后腳，7月20日凌晨，阿聯(lián)酋“希望號(hào)”火星探測(cè)器成功發(fā)射，3天后，來(lái)自中國(guó)的天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器在海南島東北海岸成功飛天。而幾天后，美國(guó)“毅力號(hào)”探測(cè)器也將奔向火星。

這個(gè)夏天，探測(cè)器“扎堆兒”奔向火星已成定局。盡管此前的火星窗口期，基本都有人類(lèi)的探測(cè)器飛向火星，但3個(gè)國(guó)家不約而同地選在今年7月下旬到8月上旬這個(gè)窗口同期“奔火”，仍引發(fā)諸多關(guān)注。今年火星為啥這么“火”，各國(guó)的火星探測(cè)又分別有什么特色？

中國(guó)國(guó)家航天局探月與航天工程中心深空探測(cè)總體部部長(zhǎng)耿言在接受中青報(bào)·中青網(wǎng)記者采訪時(shí)說(shuō)，由于2020年正值地球發(fā)射火星探測(cè)器的窗口期，美國(guó)、中國(guó)、阿聯(lián)酋3個(gè)國(guó)家將在火星地表采樣、區(qū)域巡視性探測(cè)、熱大氣層測(cè)量等方面執(zhí)行探測(cè)任務(wù)，從而為生命起源及演變、探索人類(lèi)新家園等方面的研究提供重要支撐。

“雖然美、中、阿三國(guó)都在2020年夏執(zhí)行火星探測(cè)任務(wù)，但由于技術(shù)水平、項(xiàng)目進(jìn)度、科研側(cè)重點(diǎn)等方面的不同，各國(guó)的探測(cè)任務(wù)執(zhí)行上存在一定的差別?！惫⒀哉f(shuō)。

美國(guó)：為“登火”做準(zhǔn)備

早在2012年8月6日，“好奇號(hào)”火星車(chē)成功降落火星不久，美國(guó)國(guó)家航空航天局新一代火星車(chē)項(xiàng)目就正式立項(xiàng)，這就是“火星2020”——美國(guó)“毅力號(hào)”火星車(chē)探測(cè)任務(wù)。

據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)八院火星探測(cè)器研制專(zhuān)家介紹，美國(guó)計(jì)劃于2020年發(fā)射的“毅力號(hào)”火星車(chē)，是在此前獲得成功的“好奇號(hào)”火星車(chē)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)。

相比“好奇號(hào)”專(zhuān)注于分析火星土壤和巖石構(gòu)成，“毅力號(hào)”專(zhuān)注于尋找生命痕跡。八院專(zhuān)家說(shuō)，該火星車(chē)裝備了最新的機(jī)械臂，以及火星環(huán)境動(dòng)力分析儀、火星次表層雷達(dá)成像實(shí)驗(yàn)儀等科學(xué)儀器，不僅能提供高分辨率3D火星圖片，還能保存巖石和土壤樣本，并在未來(lái)帶回地球。

另外有輿論認(rèn)為，作為世界火星探測(cè)技術(shù)最為先進(jìn)的國(guó)家，美國(guó)此次探測(cè)任務(wù)也是在為下一步的載人登陸打基礎(chǔ)。比如此次“毅力號(hào)”就攜帶了火星氧元素原位資源利用實(shí)驗(yàn)儀，用以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣；美國(guó)私人天空探索公司“SpaceX”也計(jì)劃向火星發(fā)射“紅龍”火星著陸器，為人類(lèi)將來(lái)移居火星做基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

八院專(zhuān)家告訴記者，“毅力號(hào)”的一大亮點(diǎn)，在于它配備了一架“火星直升機(jī)”。這架直升機(jī)可以極大地拓展“毅力號(hào)”的探測(cè)范圍，每天飛行最大距離600米左右。這將是人類(lèi)歷史上首次將有翼飛行器送入其他星球。要知道人類(lèi)第一輛火星車(chē)“旅居者號(hào)”，在幾十天的工作時(shí)間內(nèi)才爬行了100米左右，而這架“火星直升機(jī)”每天的工作里程是它的數(shù)倍。

中國(guó)：一次實(shí)現(xiàn)“繞著巡”

至于我國(guó)的首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)，耿言說(shuō)，該任務(wù)探測(cè)器由著陸巡視器（進(jìn)入艙和火星車(chē)）和環(huán)繞器組成。此次探測(cè)目的是一次實(shí)現(xiàn)“繞著巡”三步走，即能夠?qū)φ麄€(gè)火星進(jìn)行全球觀測(cè)、成功著陸火星，以及火星車(chē)進(jìn)行巡視勘測(cè)。

“這是其他國(guó)家第一次實(shí)施火星探測(cè)任務(wù)從未實(shí)現(xiàn)的，面臨著前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)，是一次巨大的技術(shù)跨越?！惫⒀哉f(shuō)。

具體來(lái)看，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器于7月23日在海南文昌成功發(fā)射，經(jīng)過(guò)大約7個(gè)月的飛行，最終到達(dá)火星。探測(cè)器到達(dá)火星后，著陸巡視器會(huì)擇機(jī)分離并降落到火星表面開(kāi)展探測(cè)，環(huán)繞器將繞著火星轉(zhuǎn)圈，給火星拍照，獲得地形地貌、土壤成分和地下水冰等特性。

耿言說(shuō)，作為我國(guó)首次自主火星探測(cè)的重頭戲，此次火星環(huán)繞器不僅要攻克火星制動(dòng)捕獲、長(zhǎng)期自主管理等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，更要實(shí)現(xiàn)地火間的超遠(yuǎn)距離測(cè)控通信，“這些難度都很大！”

據(jù)他介紹，我國(guó)火星環(huán)繞器將攜帶7臺(tái)科學(xué)儀器，分別是用于獲取火星全球遙感影像圖的中分辨率相機(jī)，用于對(duì)著陸區(qū)和高科學(xué)價(jià)值區(qū)域成像的高分辨率相機(jī)，用于開(kāi)展火星表面次表層結(jié)構(gòu)、極地區(qū)冰層探測(cè)的次表層雷達(dá)，用于探測(cè)火星表面的礦物種類(lèi)、含量和空間分布情況的礦物光譜分析儀，用于探測(cè)火星空間磁場(chǎng)環(huán)境的磁強(qiáng)計(jì)，用于對(duì)太陽(yáng)風(fēng)以及火星空間離子和中性粒子的能量、通量和成分進(jìn)行測(cè)量的離子與中性粒子分析儀，以及用于獲取火星空間環(huán)境中能量粒子的能譜通量和元素成分?jǐn)?shù)據(jù)的能量粒子分析儀。

“我們的科學(xué)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的表面形貌、土壤特性、物質(zhì)成分、水冰、大氣、電離層、磁場(chǎng)等科學(xué)探測(cè)，從而有利于建立起對(duì)火星全面而基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)?！惫⒀哉f(shuō)。

阿聯(lián)酋：環(huán)繞探測(cè)背后蘊(yùn)藏“大計(jì)劃”

相比中美兩國(guó)，此次阿聯(lián)酋計(jì)劃發(fā)射的“希望號(hào)”火星探測(cè)器并沒(méi)有“落火”計(jì)劃，探測(cè)器采用環(huán)繞探測(cè)火星的方式研究火星大氣和環(huán)境。

據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)八院火星探測(cè)器研制專(zhuān)家介紹，“希望號(hào)”借助裝載的儀器，將研究火星低層和上層大氣的相互作用關(guān)系，并搜尋今天的火星天氣和遠(yuǎn)古的火星氣候之間的聯(lián)系。

值得一提的是，阿聯(lián)酋在深空探測(cè)上擁有較為遠(yuǎn)大的“志向”——在去年阿聯(lián)酋成功將首位宇航員送入太空后，該國(guó)還計(jì)劃投資1.36億美元在地球上建設(shè)一座復(fù)制火星環(huán)境的“火星城”，為研究火星生活提供支撐。另外“火星城”也是阿聯(lián)酋“2117火星戰(zhàn)略”的一部分，該國(guó)希望在2117年前在火星上建立人類(lèi)定居點(diǎn)。

不過(guò)眼下的“希望號(hào)”火星任務(wù)，還是由阿聯(lián)酋航天局聯(lián)合美國(guó)國(guó)家航空航天局和日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)等全球航天機(jī)構(gòu)合作部署，其任務(wù)也比較專(zhuān)一，瞄準(zhǔn)火星大氣研究。

八院火星探測(cè)器研制專(zhuān)家告訴記者，“希望號(hào)”將環(huán)繞火星進(jìn)行4年勘測(cè)任務(wù)，全面探測(cè)火星大氣、研究火星氣候及低空天氣變化、開(kāi)展沙塵暴預(yù)報(bào)、繪制火星詳細(xì)地貌和大氣變化情況，有望成為“第一顆真正的火星氣象衛(wèi)星”。

未來(lái)或有更多國(guó)家加入“探火”朋友圈

據(jù)耿言分析，除中、美、阿3個(gè)國(guó)家，歐盟、俄羅斯、印度等雖然于今年并未明確火星探測(cè)計(jì)劃，但也已擁有一定的技術(shù)基礎(chǔ)或項(xiàng)目支持?？傮w來(lái)看，隨著2020年三大“探火”項(xiàng)目的相繼開(kāi)展，針對(duì)以火星為代表的深空探測(cè)項(xiàng)目，相關(guān)國(guó)家會(huì)持續(xù)加大投入力度，從而在這一涉及“地外資源”的未知領(lǐng)域中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

比如，歐盟和俄羅斯原計(jì)劃于今年執(zhí)行“ExoMars2020”任務(wù)，探測(cè)器由歐洲首輛火星車(chē)“羅莎琳德·富蘭克林”和俄羅斯“哥薩克舞”火星表面平臺(tái)組成，用于評(píng)估火星的地質(zhì)景觀及其微觀組成，以及嘗試挖掘埋藏在火星地表下的生命元素。

然而，由于俄羅斯方面的傘降系統(tǒng)以及歐洲方面的飛行軟件存在一定風(fēng)險(xiǎn)，該計(jì)劃最終被推遲到2022年執(zhí)行。對(duì)此，兩國(guó)官方的聯(lián)合聲明表示，歐洲國(guó)家疫情的普遍惡化影響了ExoMars研制的最后階段。耿言說(shuō)，鑒于雙方從2016年起便開(kāi)始相關(guān)合作，技術(shù)積累較為充足，未來(lái)將在深空探測(cè)領(lǐng)域有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。

另外值得一提的是印度。早在2013年，印度發(fā)射了第一顆火星探測(cè)器“曼加里安號(hào)”，并成功進(jìn)入火星軌道，將圖片和數(shù)據(jù)傳回地球，這在不少?lài)?guó)內(nèi)航天專(zhuān)家看來(lái)“體現(xiàn)了印度在航天領(lǐng)域的實(shí)力”。

印度空間研究組織公布的2020年目標(biāo)顯示，印度尚沒(méi)有火星探測(cè)的相關(guān)項(xiàng)目。對(duì)此有分析認(rèn)為，這種情況一方面是由于印度此前已經(jīng)成功進(jìn)行過(guò)火星探測(cè)，另一方面則是由于印度今年重點(diǎn)任務(wù)中有太陽(yáng)探測(cè)計(jì)劃，起點(diǎn)更高、技術(shù)難度更大，一旦成功將有力提升印度國(guó)際地位，故會(huì)將更多資源向探測(cè)太陽(yáng)項(xiàng)目?jī)A斜。

耿言告訴記者，拋開(kāi)2020年確定實(shí)施的火星探測(cè)計(jì)劃，由于歐盟、俄羅斯、印度等地區(qū)或國(guó)家也具備探測(cè)火星技術(shù)能力，且有的項(xiàng)目已在準(zhǔn)備中，所以未來(lái)一段時(shí)間，或有更多的國(guó)家加入到“探火”的“朋友圈”中來(lái)。

中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)