現場直擊「天問一號」發射：中國開啟首次自主火星探險

從北京首都機場飛到海口美蘭機場需要四個小時。落地後驅車前往西南30公裡外的海南文昌國際航天城又要40分鐘。在前往文昌國際航天城的一路上，我們一直在把視線探往窗外，綠意盎然的海南美景下，忍不住四處找尋，心中滿是好奇：

火箭和火星探測器在哪？

7月23日12點41分，文昌當地溫度31攝氏度，微風，從立項至今已經四年，「天問一號」等到了它的出場時機。

由於現場觀看並沒有像電視上那種準確的倒計時系統，幾公裡外沙灘上觀看火箭發射的人們雖然頂著烈日但一點都不敢鬆懈，離預訂的時間還有不到10分鐘的時候，不少人就早早舉起了手機，生怕錯過點火那一瞬間。

「前方朋友發來消息，還有五分鐘！」消息一傳十，十傳百，從酒店連廊傳到沙灘，從沙灘傳到陽臺，就連房頂上都有人。

10，9，8......2，1，0，點火。

一瞬間，伴隨著相機的「咔咔」聲，一聲聲「哇哇哇」此起彼伏......

十幾秒巨大的轟鳴聲過後，載著「天問一號」的中國長徵五號遙四火箭在天上畫出一條線，消失在我們的視線裡。它發射成功了。

「太震撼了，就是太短暫了......」有人小聲嘟囔。

長徵的航天夢

讓人意猶未盡的短暫的發射，背後是中國航天的長徵。

眼前的長徵五號系列火箭，是中國研發的第一款重型運載火箭，也是目前長徵系列運載火箭中最為強大的型號，其地月轉移軌道運載能力達到8噸，它是中國現役起飛質量最大、芯級直徑最粗、運載能力最強的火箭。

也正是這樣，如今人們給這個看起來「憨憨」的中國長徵五號遙四火箭起了個外號：「胖五」。但就是「胖五」在我們眼前的這幾十秒，中國航天人已為此付出超過60年的汗水。

據記載，中國航天史的起始點是1956年2月，由中國航天開拓者之一錢學森向國家提出《建立我國國防航空工業的意見》，提出了發展中國火箭和飛彈技術的規劃設想。同年10月，中國第一個飛彈研究機構——國防部第五研究院正式成立。這標誌著中國第一次有了自己的飛彈和航天事業。

長徵系列火箭則是從1965年開始研製。1970年，「長徵一號」運載火箭搭載「東方紅一號」衛星發射成功，正式叩開了太空之旅的大門。

至今五十年間，「長徵」系列火箭已經包攬各大運載任務，發射超過三百次，運載物從東方紅一號衛星到北鬥導航工程組網，從神州飛船載人升空到嫦娥「玉兔」探月。

航天並非只是火箭箭體。它是一項龐大的系統工程，需要包括熱力、材料、元器件、機械、計量等各行業的互通協作。

而伴隨著這個期間的火箭發射，我國的航天發射基地、測控網和地面應用系統也逐漸形成，構成了強大的地面支持系統。

這次，它的運載任務仍將是一個新的挑戰。如果說嫦娥「玉兔」漫步揭開的是中國探月的序幕，那麼「天問一號」的火星計劃將使中國的深空探測進入下一階段。

下一階段，意味著探測的難度遠遠比月球的難度更高。中國「嫦娥四號」探測器總設計師孫澤洲此前在接受新華社採訪時也提到：月球沒有大氣，因此月球探測器需要攜帶大量推進劑；而火星有大氣，但大氣的不確定性也帶來很多問題，因此增加了研製火星探測器的難度。

而之所以先登月球，是因為「玉兔」月球車在很多方面可以算是探測火星的前提實踐。但火星的相對距離會更遠，這也意味著通信會變慢，時間也會變長，所以出現問題的機率也會成倍增加。

出發，去火星探險

事實上，從「胖五」升空到火星探測器落地火星表面還需要漫長的9個月時間。目前我們完成的是發射任務。

這並非我國首次探索火星。2009年，中國國家航天局的首次火星探測計劃螢火一號完成正樣交由俄羅斯測試。原本計劃2011年搭乘俄方火箭的順風車將螢火一號送入低火星軌道，結果搭載螢火一號火星探測器的福布斯-土壤探測器在與運載火箭分離後，未能按計劃變軌，最終螢火一號未能面見火星，中國航天也沒有機會開展相關測試。

在設計螢火一號時，中國火星探測計劃原計劃設計了「繞」、「落」、「巡」、「回」四個階段，而這構成了火星探測終極任務的幾個重要環節。「繞」即軌道器環繞火星進行探測，而探測階段過後，「落」則是讓著陸器著陸火星表面進行地面探測，而「巡」則只是巡視器脫離著陸器在火星表面行走，甚至做出土壤等資源的「採集返回」的任務。

原本計劃螢火一號來完成「繞」的任務，而接下來的螢火二號來完成「落」的任務。因為螢火一號的遺憾，計劃也有所改變，「自主」發射意識蔓延。後來，我國決定開始轉向使用自己的長徵系列運載火箭系統來發射深空探測器任務。

值得注意的是，此次的「天問一號」將一次性實現「繞、落、巡」三個目標，作為首次自主探火任務，這是其他國家火星探測任務從沒有過的挑戰。

據國家航天局探月與航天工程中心公布的信息顯示，火星車高度為1米85，重量達到240公斤左右，它配有6個輪子和4塊太陽能板——展開像是一隻蝴蝶。

據中國日報，火星車具備環境感知、障礙識別、局部路徑規劃及多輪運動協調控制等功能，在火星上它以200米每小時的速度行進。在火星車上還搭載6種有效載荷，包括地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀、表面磁場探測儀和氣象測量儀，將在火星上開展地表成分、物質類型分布、地質結構以及火星氣象環境等探測工作。

此前別的國家在火星著陸任務之前，已經做過「繞」，即已有火星環軌衛星進行偵測。而「天問一號」火星著陸巡視器是在環繞火星不久後，依次實現與環繞器分離並著陸至火星表面，然後展開表面探測任務。從設計之初，首次探索火星的「天問一號」一開始就由軌道環繞器、著陸器和巡視器組成。

所以按計劃，「天問一號」將搭乘長徵五號遙四運載火箭進行大約7個月的飛行，在穿過星體時間窗口的「地火霍曼轉移軌道」後，正好由火星軌道的引力捕獲。接下來，火星探測器還需要經歷火星軌道入軌，分離，然後著陸火星表面，並且成功釋放出火星車進行巡視探測工作。

同作為火星探測器總設計師的孫澤洲介紹稱，中國火星探測任務最核心、難度最大的地方，就是在著陸器進入火星大氣後降落傘減速的過程。「這個過程只有一次機會。」

那裡有什麼？

新華社報導顯示，火星探測任務的名稱「天問」源於自戰國時期詩人屈原的長詩"天問"，表達了中華民族追求真理的堅韌與執著；體現了對自然和宇宙空間探索的文化傳承；寓意探求科學真理徵途漫漫，追求科技創新永無止境。

「天問」——探求科學真理確實是最好的寓意。

月球距離地球約40萬公裡，而最近的衝日時的火星，距離地球大概6000萬公裡。在太陽系中，金星和水星的距離都比火星要近一些。

為什麼去火星？

火星和地球很像。全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩在一篇稿件中提到：火星是太陽系中與地球最相似且距離較近的行星，因此成為目前除地球以外人類研究程度最高的行星，人類用空間探測器對火星進行探測的歷史也幾乎貫穿整個人類航天史。

從1960年開始，人類累計實施了40多次火星探測活動，全部完成成功率約為43%。其中美國多達21次，蘇俄19次，日本1次，歐洲2次，印度1次（截至今年6月）。

撇開一開始美蘇之間的政治航天競賽，從科學的角度看，研究火星也別具意義。

火星和地球也不光是像，它甚至被認為是地球的未來。1964年，NASA發射的「水手4號」認為水可能曾經在火星表面。而2012年在火星著陸的「好奇號」也發現了火星上曾經有水的證據。

那麼，火星上是否有過生命，它是不是幾十億年後的地球？或者，它未來是否會誕生生命？

科幻電影也給我們指出了一個方向：若干年之後，我們會不會拋棄地球，移民火星？

中國長徵五號遙四火箭在文昌升空之時，身邊一位小朋友捂著耳朵問媽媽：

「它要去哪裡啊？」

「去火星，很遠的地方。」

「那裡有什麼？」

「我也不知道。」

（題圖拍攝：史嘯 張森宇）

本文有參考和引用：

科學大家：歷經半個多世紀，人類為什麼依舊執著於探測火星？

中國航天報：中國航天50年紀念特稿：開天闢地 創建航天基業