中美阿火星探測器上路，天問一號已距地球1800萬公裡，探火專家們教你種菜

2020-09-19 上觀新聞

「今天新消息，『天問一號』火星探測器飛得很平穩，已經距離地球1800萬公裡了。」9月19日2020全國科普日，作為為天問探測器測軌定軌的「放風箏的人」，中科院上海天文臺火星及探月任務VLBI分系統副主任設計師吳曉靜，在「2020造就未來大會」上透露。目前，她的團隊為了實時追蹤「天問一號」進度，都過著「火星時間」的日子。

解放日報·上觀新聞記者了解到，儘管已發射升空50多天，「天問一號」飛過的天路，還只是奔火段整整6個半月進程的一小段。最遠時距離地球4億公裡的漫漫探火路，堪稱中國航天飛行器的新萬裡長徵。

值得注意的是，與會多位探火工程專家都提及，在今年7月開始的火星探測高潮中，除了歐空局「ExoMars」探測器尚未備好行程，此時此刻共有中、美、阿的3顆探測器正在飛向火星途中。「天問一號」的同路人，包括美國的「毅力」號與阿聯的「希望」號。

說起火星，賣座電影《火星救援》男主靠種土豆「孤星餘生」的情節令人印象深刻。那麼，在迄今人類不離不棄地執行的約46次探火任務中，這顆紅色行星真的被證明可以種土豆嗎？對此，專家們站上楊浦濱江之畔的劇院式演講平臺，按不同邏輯線帶領觀眾尋找答案。

吳曉靜

【怎麼去火星種土豆】

地球和火星分別處於太陽系八大行星的第三和第四跑道，確實有點同胞兄弟的樣子。比如火星自轉周期為24.6小時左右，也因被天體撞擊造成轉軸一定角度傾斜，「跟地球一樣歪著腦袋公轉，由此產生了春夏秋冬。」吳曉靜表示，因此許多人將火星視為地球人潛在的候選的新家園。

然而，飛到火星種土豆遠遠難於飛到月球種土豆。吳曉靜表示，地火之間的距離是地月之間的約1000倍，對航天飛行控制最大的影響之一恐怕就是無線電信號急劇衰減，從信號發出到信號接收的時延達20分鐘左右。

何志平

好在，中國航天擁有一臺口徑超過3000公裡的綜合望遠鏡，那就是VLBI（甚長基線幹涉測量）系統，將上海、北京、昆明、烏魯木齊的4臺大口徑射電天文望遠鏡「聯網」，以幅員廣闊的地理優勢拉開口徑，對萬萬裡之遙的小小探測器進行精準定位與導航。

從地火轉移段到火星捕獲段，在「嫦娥」探月工程中小試牛刀的VLBI，在深空探測中更有用武之地。拉起無形的「風箏線」，通過軌道控制和姿態控制，讓「天問一號」絕對不跑偏、不失聯，即使種土豆也種對地方。

苟利軍

【怎麼知道可不可以種】

「會飛的物種才有未來。」中科院國家天文臺研究員、《中國國家天文》雜誌執行主編苟利軍表示，「沒有太空航行的未來是暗淡的。」雖然地球的壽命還很長，但意外與環境的變化始終都在發生，為地球尋找備份星球是一個長期但必需的任務。

怎麼知道外星球可不可以養活自己？中科院上海技術物理研究所研究員何志平，負責我國火星探測器的火星礦物光譜分析儀與火星表面成分探測儀技術。這兩臺儀器是「天問一號」13臺有效載荷中的「光譜眼」。

前者是紅外光譜眼，安裝在火星探測器本身；後者是雷射光譜眼，則搭載於登陸後釋放的火星車上。可以說，這一對「眼睛」是有效探知火星土壤成分的關鍵核心。「能不能種土豆」，就靠它們來探測分析了。

就目前已知的火星並不那麼宜居，除了「火星救援」的致命原因——沙塵暴之外，其氣溫相對正常的「溫帶」溫差，晝夜之間也可以從35攝氏度到零下-73攝氏度。火星大氣中首要成分二氧化碳，含量高達95%，「白天可能還是氣態，晚上就會變成乾冰。」何志平表示，即使這樣複雜極端的火星環境，也將確保自主研發的光譜儀器「火眼金睛」明察秋毫，對今後的科研以及其他工作開展提供許多珍貴數據。

賈陽

【到底應該種什麼菜】

多年來前人火星探測的結果顯示，被中國古人稱為「熒惑」的火星，之所以「那麼紅」主要是因為富含鐵元素。至於火星上其他主要固態物質成分，大部分是乾冰，少部分是水冰。

即使能種「菜」，怎麼種還是大問題。對此，中國空間技術研究院研究員、火星探測器副總設計師賈陽，以詼諧而科幻的口吻，展望了火星生存方式。他認為，儘管火星大氣層太薄、氣溫如過山車，但地下溫度相對恆定，因此適於定居火星的建築應是半地下。

賈陽展示的「效果圖」仿佛沙漠中的國家大劇院，他稱之為「玻璃城堡」。建設城堡的建材，可以利用火星礦物，在高溫熔融之後，以3D列印方式，一圈圈地打造。至於人工成本，由於火星氣壓與引力都大大小於地球，跳高舉重之類的力氣活，都能輕而易舉地讓地球上的世界紀錄翻倍。

玻璃城堡既可透入陽光，又可從地下取水淨化。至於種植，在賈陽看來，火星移民需要「種」微生物及藻類等，讓它們吸收二氧化碳、呼出氧氣，從而獲得基本的生活資料。他說，在某種程度上，火星上的食譜基本都是「素齋」。

在浦江之畔的未來大會上，上海市楊樹浦造就戰略發展研究院同期設立。

欄目主編：徐瑞哲 文字編輯：徐瑞哲 題圖來源：徐瑞哲 攝 圖片編輯：邵競

來源：作者：徐瑞哲

相關焦點

  • 「天問一號」火星探測器已飛行1.55億公裡
    新華社福州9月18日電（記者章博寧、胡喆）中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋透露，截至9月18日8時30分，「天問一號」探測器飛行裡程已達1.55億公裡，距離地球1800萬公裡。張榮橋18日在福州舉行的2020年中國航天大會上說，「天問一號」飛行期間已成功完成地月合影獲取、首次軌道中途修正、載荷自檢等工作。目前各系統工作正常，探測器狀態良好。
  • 「天問一號」火星探測器已飛行1.55億公裡，狀態良好
    來源:新華社上圖為2020年7月27日，天問一號探測器在距離地球約120萬公裡處拍攝的地月合影照片新華社福州9月18日電 中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋透露，截至9月18日8時30分，「天問一號」探測器飛行裡程已達1.55億公裡，距離地球1800萬公裡。
  • 飛行1月餘、距地球超1000萬公裡，「天問一號」還要連闖七大難關
    國家航天局探月與航天工程中心供圖）8月25日22時45分，我國首次火星探測「天問一號」任務探測器已在茫茫太空中飛行了1月餘，距離地球超1000萬公裡，刷新了中國航天深空探測裡程的新紀錄。「天問一號」的火星之旅還很長，它還將面臨哪些風險點，科研人員都有哪些保障技術和措施？
  • 飛行1月餘、距地球超1000萬公裡,「天問一號」還要連闖七大難關
    （「天問一號」主要飛行階段示意圖。國家航天局探月與航天工程中心供圖）8月25日22時45分，我國首次火星探測「天問一號」任務探測器已在茫茫太空中飛行了1月餘，距離地球超1000萬公裡，刷新了中國航天深空探測裡程的新紀錄。「天問一號」的火星之旅還很長，它還將面臨哪些風險點，科研人員都有哪些保障技術和措施？
  • 天問一號飛行裡程已達1.55億公裡!徵途仍在繼續!
    截至9月18日8時30分，「天問一號」探測器飛行裡程已達1.55億公裡，距離地球1800萬公裡。」探測器 在2020年7月23日那天，長徵五號遙四運載火箭搭載中國首顆火星探測器「天問一號」，在海南文昌衛星發射中心成功發射。
  • 移民嗎,去火星那種?「天問一號」替你探探路!
    定於2020年夏季發射火星探測器的時間和路徑，是近期最省錢的方式。火星距離地球的最遠距離為4億公裡，最近距離為5500萬公裡。由於地球和火星的公轉周期不同，兩個行星大約每兩年「相遇」一次，即地球與火星之間的距離較近。
  • 中國探火出發！長五火箭成功發射天問一號火星探測器
    奔向火星，這是長徵五號運載火箭首次執行應用性發射，成功將天問一號火星探測器送入預定軌道。航天科技集團一院研製的長徵五號運載火箭起飛推力1000噸，作為我國目前推力最大的火箭，既能將大型衛星送上3.6萬公裡的地球同步軌道，能送嫦娥五號探測器前往38萬公裡外的月球取回月壤，還能送太空飛行器飛向更遙遠的火星。
  • 天問一號距地球超1000萬公裡，探測器飛行正常
    正在奔火途中的天問一號，於8月25日22時45分，距離地球突破1000萬公裡，飛行裡程約9300萬公裡，探測器飛行正常。此前報導天問一號奔向火星7月23日12時41分，我國首次火星探測任務天問一號在海南文昌航天發射場由長徵五號運載火箭發射升空，於13時17分25秒器箭分離，準確進入預定地火轉移軌道
  • 火星探測器發射一個月，距地球823公裡，天問一號傳回最新消息
    據海外網報導，在今年4月份我國的「天問一號」火星探測器各部件已經於7月14日抵達到海南的文昌發射中心，並期待著最合適的機會進行發射。從國家載人航天辦公室傳回最新的消息，截止到8月19日23時20分，天問一號火星探測器距離地球823萬公裡，這相當於地月之間的21倍距離還要多。而它會在22時20分之後，對自身攜帶的環繞器上火星磁強計、中高解析度相機、礦物光譜分析儀等設備進行全面的自檢，確保設備的處於完好的狀態之中。
  • 天問一號打卡1億公裡 「探火」還要邁幾道坎?
    科學大爆炸天問一號打卡1億公裡—— 「探火」還要邁幾道坎8月28日，我國首次火星探測任務天問一號探測器累計飛行1億公裡。從7月23日成功發射算起，天問一號已在軌飛行約36天。相比環繞地球飛行、降落月球表面，飛向火星並非易事。
  • 天問一號火星探測器已累計飛行1億公裡
    天問一號探測器已在軌飛行約36天，距離地球約1075萬千米。中國國家航天局探月與航天工程中心專家稱，7月23日天問一號成功發射，由長徵五號運載火箭直接送入地火轉移軌道，成為一顆人造行星，與地球、火星共同繞太陽公轉，並逐漸遠離地球，飛向火星。
  • 天問一號4個月後有望到達火星
    所謂軌道機動，即改變探測器當前軌道，使其進入一條新的軌道。 　　此次天問一號的軌道機動，是在距離地球大約 2940 萬公裡的深空實施完成的。 　　此外，為了減小飛行偏差，使探測器沿著預定的軌道飛行，還需要進行另一種軌道控制，即軌道修正。 　　今年8月2日，距地球約300萬公裡處，天問一號就順利完成了第一次軌道中途修正。
  • 距離地球超1000萬公裡，「天問一號」在太空飛行1月餘，還要連闖七大難關
    8月25日22時45分，我國首次火星探測「天問一號」任務探測器已在茫茫太空中飛行了1月餘，距離地球超1000萬公裡，刷新了中國航天深空探測裡程的新紀錄。「天問一號」的火星之旅還很長，它還將面臨哪些風險點，科研人員都有哪些保障技術和措施？近日，航天領域相關專家和研製單位接受了本報記者採訪，對「天問一號」任務探測器的奔火旅程進行了詳細解讀。
  • 天問一號磅礴啟程，開啟中國火星探索元年
    今天，中美阿探火三國演義隆重拉開第二幕，中國天問一號火星探測飛船搭乘最大運力火箭長徵五號奔騰啟程接力助推的兩臺上面級發動機（YF-75D型氫氧發動機）進行兩次點火，大約升空36分鐘後火箭上面級與飛船分離，進入地火轉移軌道，天問一號飛船開啟7個月的火星之旅，由此開創中國探火元年。
  • 火星，我們來了！天問一號距地球超1000萬公裡
    【火星，我們來了！天問一號距地球超1000萬公裡】正在奔火途中的天問一號，於8月25日22時45分，距離地球突破1000萬公裡，飛行裡程約9300萬公裡，探測器飛行正常。
  • 天問一號完成深空機動，距登陸火星還有多遠？
    中國火星探測器天問一號，順利完成深空機動關鍵一步，對此網友紛紛祝賀，看來航天科研人員攀巖高峰的雄心不再掩飾，那麼距登陸火星還有多遠？這次天問一號的軌道機動，是在距離地球3千萬公裡外的深空進行的，在中國首次火星探測任務飛行控制團隊的控制下，探測器主發動機點火480秒後，順利完成機動任務，需要指出的是，天問一號點火機動後，運行軌道將產生1.8度的偏差，看似不起眼，但從長遠來看，這個微小的角度將會產生巨大的影響，會使探測器在後續的運行中匹配火星軌道。
  • 天問一號飛行1.55億公裡 目前探測器狀態良好
    來源：網易財經綜合【天問一號飛行1.55億公裡 目前探測器狀態良好】9月18日，中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋在2020年中國航天大會上透露：截至18日8時30分，我國首次火星探測任務「天問一號」探測器飛行裡程已達1.55億公裡，距地球
  • 火星見！「天問一號」火星探測器從發射到著陸分幾步？
    火星作為距地球最近的類地行星之一，具有和地球最為相似的自然環境，是目前人類通過改造有望成為人類移居地的首選。2020年7月23日12時41分是歷史性的一刻，在海南島東北海岸中國文昌航天發射場，長徵五號遙四運載火箭發射我國首次火星探測任務「天問一號」探測器。
  • 天問一號距離地球已經超過3000萬公裡
    就在10月6日「火星大接近」與10月14日「火星衝日」之間，探火三劍客來了最新狀況報告。今晚，天問一號剛好距離我們超3000萬公裡，同時天問一號、希望號相距火星只有3500萬多公裡。北京時間10月9日23:00，在火星探測任務飛控團隊控制下，天問一號探測器主發動機點火，持續推進480秒+，既定執行一次更大推力的深空機動操作，目的是對飛行軌道進行修正。此時距離地球約2940萬公裡。這次操作比前兩次推力更大。
  • 天問一號已在軌飛行約36天「探火」還要邁幾道坎？
    科學大爆炸天問一號打卡1億公裡——「探火」還要邁幾道坎8月28日，我國首次火星探測任務天問一號探測器累計飛行1億公裡。從7月23日成功發射算起，天問一號已在軌飛行約36天。相比環繞地球飛行、降落月球表面，飛向火星並非易事。