交匯點訊探索精神鐫刻在人類的基因中，伴隨著整個人類發展史。
世界航天之父康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基曾說：「地球是人類的搖籃，但你不能永遠生活在搖籃裡。」當地球已經不能滿足人類探索的需求，神秘的宇宙成為新的目標，而火星，無疑是最吸引地球人好奇目光的那顆星。
於是，幾乎就在人類剛剛有能力掙脫地球引力飛向太空的時候，火星探測器就開始了它的旅程。
自1960年10月10日第一次向火星發射探測器失敗，60年來，人類從未停止對火星的探險腳步。儘管困難重重，但面對星辰大海，人類從未退縮。
為什麼對火星「情有獨鍾」
我們為什麼如此執著於火星？這或許要從人類的火星情結開始說起。
在古代，就已經有人用好奇的目光去「打量」火星，肉眼看去，那是一個紅色的星球，因為熒熒似火，行蹤捉摸不定，我國古人稱之為「熒惑」。
伽利略發明瞭望遠鏡以後，給人類仰望星空打開了一扇天窗，人們的視野得以延伸和擴展，從望遠鏡中去觀察火星，人類對這顆星球有了更加直觀的認識。
而隨著科學技術的進步，人類不再滿足於隔岸觀「火」，開始把探索的「觸角」——探測器伸向火星。這些探測器，從最初的試探「飛越」火星開始，進一步嘗試「環繞」火星，進而「著陸」、「巡視」，甚至打算從火星「採樣返回」……
雖然失敗居多，但零星的科學探測數據，給我們帶來了驚喜：火星與地球太像了，這顆太陽系中的紅色星球，就像是蔚藍地球的「孿生姐妹」。
「火星與地球同處於太陽系的宜居帶中，是太陽系中除金星以外距離地球最近的行星。」中國科學院紫金山天文臺研究員季江徽說，火星與地球有不少相似之處，比如它的行星形態和地球一樣，也有一個固體的「外殼」；火星也有公轉和自轉，它的一天是24小時37分，與地球有著幾乎相同的晝夜輪替時間，在火星上看太陽也是東升西落；火星和地球的自轉軸傾角非常接近，有著和地球相似的春夏秋冬四季輪換。「所以，如果火星具備人類生存環境，從地球到火星上生活，我們跟在地球上的感受是差不多的。」
「由於地球資源的問題，火星或許是人類下一個棲息之所。」南京航空航天大學航天學院教授聞新說，在太陽系行星中，火星潛在的「宜居性」是獨一無二的。「人們經過航天探索發現，水星是最接近太陽的行星，但是它白天氣溫高達430攝氏度，更糟糕的是晝夜溫差相差近600攝氏度；而金星不僅嚴重缺氧，大氣層還布滿了硫酸雲，地表溫度常年460攝氏度。」聞新告訴記者，除了水星、金星，像木星等其他太陽系行星是氣體行星，根本沒有外部地殼作為著陸點，站上去會像踩到巨大棉花糖一樣直接掉下去。這樣一對比，火星就更像一顆溫柔可親的希望之星了。
火星怎樣才能具備人類生存的環境？起碼得有充足的氧氣和水。有證據顯示，曾經的火星很可能和地球一樣是個宜居的「天堂」。比如，2008年NASA鳳凰號著陸器在火星北極附近的淺層地下挖到了水冰；2018年歐空局火星快車號探測器的雷達數據表明，火星南極冰下很可能有鹽水湖存在。科學家們因此覺得，改造火星，讓火星再一次變得有適宜的大氣、有水，似乎也不是沒有可能。「人類要尋找宜居的星球， 目前來看，火星是一個最佳的目標。如果火星上面有水，或者它上面有些物質能夠製造氧氣，提供氧氣，那麼我們將來就可以在火星上生存。」季江徽說。
歷史上火星探測器們的命運
各種科幻電影裡，人類把火星當作了移民太空的目的地，《火星救援》中，馬特·達蒙甚至已經成功地在火星上種出土豆。然而現實是，對於火星探測，人類才剛剛邁出一小步。
我們不妨看看歷史上火星探測器們的命運。從1960年至今，人類共執行過40多次無人火星探測任務，其中超過半數鎩羽而歸。
1960年10月10日，前蘇聯發射了人類歷史上第一個火星探測器「火星1A」號，並在四天後發射第二個火星探測器。然而這兩個火星探測的先行者卻連火星軌道都沒能到達。
之後發射的幾個也都相繼失敗，直到四年後，美國「水手4號」飛掠火星，從距離火星1萬千米處拍攝了火星照片。
有了成功飛掠的經歷，人類不再滿足於「驚鴻一瞥」，開始想往火星上送著陸器。1971年前蘇聯接連發射了兩艘去往火星的飛船，分別攜帶火星2號和火星3號著陸器。可惜時運不佳，火星2號一頭扎進了火星上的沙塵暴中，慘遭毀壞；火星3號也在軟著陸十幾秒後被沙塵暴摧毀了通訊系統。
1972年，美國「水手9號」飛船沿火星外層空間軌道飛行，成為火星的第一顆人造衛星，並環繞火星軌道進行了長期考察。1975年，美國又發射了海盜1號和海盜2號兩艘飛船，成功登陸了火星。海盜1號和海盜2號在火星上並肩作戰，將越來越多的圖像傳回地球，由此揭開了火星的神秘面紗。
這次成功卻並不意味著以後就會一帆風順，1988年前蘇聯的火星探測器發射計劃和1993年的美國火星觀察者號都以失敗告終。
然而人類愈挫愈勇，美國國家航空航天局（NASA）決定更頻繁地實施火星任務，於1996年接連發射了火星全球勘測者號、火星探路者號，都獲得成功；但緊接著在1998年發射的火星氣候探測器和1999年發射的火星極地著陸器，卻一個在火星大氣層中解體，一個在火星表面墜毀。
人類探測火星之路，就這樣在一次次失敗和成功的交替中前行。而即使成功登陸火星，距離移居的夢想也還太遙遠。首先科學家還沒有解決從火星返回的問題，其次火星環境相當複雜。2003年，美國國家航空航天局向火星發射「勇氣號」「機遇號」兩個探測器，2004年兩個探測器成功著陸火星，然而詭異的是，它們先後在2010年和2018年神秘消失了，不論科學家怎樣聯繫再也沒有過消息。
據統計，目前發射成功且在軌工作的，有美國的奧德賽號、火星勘測號、好奇號火星車、洞察號火星著陸器，歐洲航天局的火星快車，印度的「火星船」火星軌道器，歐洲航天局和俄羅斯的「火星生物學：痕量氣體軌道器+著陸驗證艙」等。「國際上正在進行的這些火星探測項目，其目標任務有所不同，有的是去尋找生命，有的是去尋找水，有的尋找有機物，還有的是去研究火星的大氣。」季江徽舉例說，比如「洞察號」就是研究火星的「心跳」地震。而根據不同的任務，它們也有著不同的軌道設計。
從地球到火星，為何這麼難
由於火星探測計劃的高失敗率，火星被航天界稱為「太空飛行器的墓地」。
從地球到火星，為何這麼難？南京航空航天大學航天學院教授聞新科普道，和月球與地球相隔38萬千米的距離相比，火星與地球最近時的距離也要5500萬千米，這是與地月距離的一百多倍。「如果用飛行時長來算的話，我們飛到月球需要2-3天；而即便是最佳飛行，從地球飛到火星還需要大半年。」而地球與火星之間最遠時的距離，更超過4億千米，但是，火星探測真正的困難還不在於距離。
由於地球和火星同時環繞太陽的運行，所以從地球到火星，不能直線飛。聞新告訴記者，從地球到火星，直觀上看怎麼走都可以。但為了節約成本，目前火星探測器大多都是按照「霍曼轉移軌道」飛行，這種變換軌道的方式最省錢，但其中也涉及更多次數、更高精度的軌道修正。
從地球飛往火星的遙遠旅途中，探測器還需經歷三個引力場的幹擾，它首先脫離地心引力，離地球進入環繞太陽運行的軌道，此時的探測器將以太陽為近焦點做橢圓軌道運動，接著進入火星的軌道，最終進入火星重力場被火星捕獲。
在多少千米距離外，探測器究竟以什麼樣的剎車減速進入火星軌道？這個速度的控制事關探測器「生死」。「太過快了或者太慢了都不行。」 聞新告訴記者，與月球的不同的是，火星還存有稀薄的大氣，這會讓飛船面臨巨大的阻力。如果探測器沒能剎車，速度過快了，就會飛越火星軌道，與火星擦肩而過，迷失在宇宙中，這也是美國和前蘇聯以前之所以失敗多次的主要原因之一；而如果它的速度太慢，又會直接墜毀在火星上。
進入火星軌道後，著陸火星則被稱為「恐怖7分鐘」。曾有科學家形象地比喻說，探測器進入火星軌道的難度，相當於從巴黎打一個高爾夫球要正好落到東京的某個球洞裡一樣。許多火星探測器都在這一階段功虧一簣。
聞新告訴記者，火星地形複雜，氣流也不平靜，最大的威脅是沙塵暴。電影《火星救援》中形象地描述了火星上沙塵滾滾，遮天蔽日的惡劣天氣。「一方面，你必須確認探測器的任何一個設備和器件不會在這個環境下發生故障。另一方面，探測器在火星著陸的技術很複雜，每個環節都不能有閃失。」
深空探測還將走得更遠
雖然道阻且長，人類探測深空的腳步卻越走越堅定。
7月20日凌晨5點58分，日本在種子島航天中心使用H-2A運載火箭，成功將阿聯的希望號火星探測器發射升空。按照計劃，我國首次火星探測「天問一號」任務以及美國「毅力」號火星車將相繼實施發射，奔向火星。
為何選擇此時「扎堆」去火星？因為今年7月底恰逢每隔26個月就會發生一次的「火星衝日」。聞新告訴記者，所謂「火星衝日」，即地球正好在火星和太陽之間，三者成一條線，此時火星和地球之間距離5500多萬千米的路程。「這個時候到達火星最省燃料，不容錯過。」這樣的時機又被稱為「發射窗口」，它並不是一個確定的時間點，而是一個時間範圍。對於火星探測來說，錯過了這個「發射窗口」，就得再等兩年零兩個月。
讓探測器安全抵達火星已是困難重重，但人類已經在為下一階段的探索「親自踏上火星」做準備。2010年時美國就宣布了新的太空探索計劃，希望在21世紀30年代中期實現環繞火星的載人航天飛行；SpaceX公司的馬斯克（Elon Musk）也宣稱 SpaceX可能在2024年將人類送上火星。
火星究竟是地球的過去，還是地球的未來？「尋找地外生命和研究火星的形成演化過程是火星探測的兩大科學主題。」季江徽說，火星表層深處可能存在很多穩定的液態水，研究火星地質、表面成分的長期演變過程，巖石和大氣、水的相互作用等，將有助於我們理解火星生命可能存在或消失的原因，為預測地球的未來提供啟示。
「人類不能止步於地球，深空探測我們要走得更遠。其實我們人類走向深空的時間並沒有太久，我們走得最遠的地方也不過如此。太陽系、宇宙如此之大，我們知之甚少，還有非常浩瀚的未知世界等著我們去探索。」季江徽說，作為科學家，對於深空探測最關注的還是最本質的科學問題， 比如宇宙的起源、太陽系的起源、行星的形成等。探測火星，進而探測整個太陽系，去了解太陽系的邊界在哪裡。生命是不是來自於火星？或者是太來自於太陽系的其他的位置？這些問題都可以通過深空探測去回答。
交匯點記者 蔡姝雯 楊頻萍