「天問一號」發射！這次中國航天，實在太「硬核」了

北京時間7月20日5點58分，阿聯希望號火星探測器搭載日本 H-2A 火箭 42 號機發射升空。

按計劃，希望號將在為期 7-9 個月的 6000 萬公裡星際航行之後，於 2021 年年初進入繞火星運行軌道，對火星大氣開展科學研究。

7月還將有中國的「天問一號」和美國的「毅力號」等待發射，人類探索火星又一次熱鬧起來。

神秘的鄰居——火星

火星自古以來，人類對它就沒什麼好印象。

中國古代稱火星為「瑩惑」，因其運行軌跡和亮度變化不定。在天象學中，火星代表旱災、疾疫、兵亂、死喪等惡像。

古人非常迷信，認為「螢惑守心」就代表皇帝要死，要發生戰亂。比如公元前210年，秦始皇駕崩，當時就是「螢惑守心」。

古羅馬神話稱火星為「Mars」，就是戰爭之神，喜歡打仗和屠殺；

古希臘稱為「Ares」，也是戰神，喜愛殺戮，性格好鬥；

總之以前的地球人對火星是相當嫌棄！

火星在太陽系中的位置示意圖/圖自@NASA

那為什麼現在人類如此熱衷探索火星？

6500萬年前，一顆直徑約10km的小行星撞擊地球，70%以上的物種由此滅絕，包括曾經獨霸地球的恐龍。

除了小行星撞擊，還有超級火山爆發、超級地震、超級海嘯、地球磁場倒轉、超級太陽爆發……

人類對這些災害中的任何一種都毫無抵抗之力。

我們進行太空探索，並不是因為其他星球更好，而是希望在滅頂之災到來前，人類可以找到一個保存生命之火的避難所。

而火星無疑是目前最符合人類要求的那個：

火星地表的第一張彩色照片/圖自@NASA

火星的一年是687個地球日，一個火星日幾乎和地球日一樣長。而且這裡也有一年四季，春夏秋冬。

火星上稍微冷了點，平均氣溫零下55攝氏度，晚上最冷時達到零下100攝氏度。

夏天正午的赤道地區，溫度可達20攝氏度，非常舒適。

2013年9月26日，美國「好奇號」探測器發現火星土壤中的水分高達1.5-3%，完全可以滿足未來人類移民的需要。

次年，又在火星巖石中發現了有機物。

不過液態水和生命痕跡都還沒有確定的證據，這也是火星探測的重點和熱點。

人類探索火星有多難？

首先是發射時間。

平均每26個月才有一次窗口期。

當太陽、地球、火星處在同一水平線的時候，地球距離火星最近，這就是所謂的「火星大衝」。

但火星探測器發射絕對不是在大衝時發射，這樣永遠到不了火星。

根據「霍曼軌道」計算，等到火星在地球軌道之前發射，大概飛行7個月左右，才能被火星捕獲：

其次是地球距離火星太遠，每次發出指令，光速運行也需要大約23分鐘的傳輸時間，這就會造成延時，精確測控比較困難。

另外火星表面地形崎嶇，大氣層稀薄，氣候變化多，經常產生沙塵暴，為探測器著陸帶來非常大影響。

當火星探測器飛到火星上空130千米高度時，它的飛行速度達到了21000千米/小時。

要在短短7分鐘穿過火星大氣，讓時速降為0，這段時間被稱為「黑色7分鐘」。

絕大部分火星探測任務都是在此時失敗的。

迄今為止，人類進行了47次火星探測，成功24次，而成功著陸僅有8次。

在著陸過程也有一連串的指令需要著陸器自主完成：

什麼時候拋隔熱盾，什麼時候開傘，什麼時候開反推火箭，錯一個點都標誌任務結束。

就算能著陸，如果需要完成任務的話，還是很難。

舉個例子，火星上經常出現沙塵暴，&34;火星車就是這樣失聯的，如果在火星上遇到了各種氣候狀況，還都得靠探測器自主判斷和完成。

也可以說，探索火星比月球，難度不是一個量級。

而本次中國自主火星探測，膽子真的很大。

一般來說，火星探測有三步，一般首次探測任務就是繞。

比如本次阿聯發射的希望號，就是發射一個軌道器環繞火星飛行；

進階任務就是「落」，要降落火星，這就是需要解決黑色7分鐘的難題。

高階任務就是「巡」，也就是火星車，在火星表面展開探測。

暫定北京時間7月23日擇機發射的我國「天問一號」，將一次性實現繞軌飛行、軟著陸、巡視三個步驟。

這一任務對於從未探測過火星的中國來說，是一次非常大膽的嘗試。

如果成功，這將是人類航天史上首次！

等待發射中的「胖五」

這次發射成功之後，它將經歷近七個月的飛行，然後看在2021年2月能否被火星引力所捕捉，成功進入預定軌道；

在4月「天問一號」還將發射探測器，在火星表面進行軟著陸；

在5月前後，探測器還會釋放火星車，進行火星地表的科學考察。

如果「天問一號」一切正常，按照計劃再過幾年，至少在2030年以前，中國要著陸在火星上，並採樣返回。

目前為止，人類還沒有自主從火星上獲得樣品。

「日月安屬？列星安陳？」

這是2300多年前，屈原提出的177個問題，以《天問》為題，闡發對宇宙萬物的哲思。

2020年4月，中國首次火星探測任務正式被命名為「天問一號」：

其實，「天問一號」並不是中國首次探索火星。

2011年，中國首個火星探測器「螢火一號」搭載俄羅斯「福布斯-土壤號」火箭發射升空。

不過遺憾的是，火箭途中變軌失敗，「螢火一號」也完全被燒毀。

這也更加堅定了我們必須在深空探測領域走獨立自主發展道路的信念。

2016年，中國自主火星探測任務正式立項。

2018年，中國第一個火星探測器和火星車外觀設計構型首次公布：

2018年中國航天日官方宣傳片，展示了我國探測器奔向火星、在火星表面工作的模擬動畫。

我們的徵途是星辰大海

何為「宇宙」？

往古來今謂之宙，四方上下謂之宇。

五千年以來，我們一直把太空稱為「九天」，登月叫做「上九天攬月」；

航天員坐的是「神舟」飛船，登月探測器叫「嫦娥」，月球車叫「玉兔"；負責地球和「嫦娥」通信的中繼通信衛星叫「鵲橋」。

國際空間站叫「天宮」，把「嫦娥」、「玉兔」、「鵲橋」、「天宮」送上太空的運載火箭叫「神箭」（長徵二號F運載火箭）。

把時間再往前撥，2015年我國發射了暗物質粒子探測衛星，它的名字叫「悟空」。

再比如：

量子實驗衛星叫「墨子」

氣象衛星叫「風雲」

衛星導航系統叫「北鬥」

低軌衛星系統叫「鴻雁」

太陽監測衛星計劃叫「夸父計劃」

這些名字在外國人看來，會覺得很奇怪。

而在中國人眼裡，每一個名字都跨越了時空，代表著源遠流長博大精深的文化、厚重的凝聚力、豪邁浪漫的情懷。

暢想一下，當你抬頭看夜空時，你可能不再感慨「我欲乘風歸去，又恐瓊樓玉宇」，而是意欲「手摘星辰，起舞逐月華」，這該多麼浪漫！

從屈原 「日月安屬？列星安陳？」的天問，再到李白 「俱懷逸興壯思飛，欲上青天覽明月」的豪情。

從敦煌莫高窟傳奇神秘的飛天壁畫，再到明朝萬戶嘗試飛天的壯舉。

飛天夢，似乎與中華民族的歷史一樣滄桑悠遠。

這個仰望星空，問鼎蒼穹的瑰麗夢想如今延續到了新一代中國航天人身上。

總有人問，為什麼要去月球，要去火星？

「人民科學家」葉培建回答說：

「宇宙就是個海洋，月亮就是釣魚島，火星就是黃巖島，我們現在能去我們不去，後人要怪我們。

別人去了，別人佔下來了，你再想去都去不了。這一條理由就夠了。」

從長徵到東方紅、神舟、嫦娥，我們有成功也有曲折。

2016年11月3日，長五首飛成功，但第二年長五遙二火箭飛行至346秒時突發故障，發射任務失利。

從「歸零」到「地毯式排查」，再到重新上陣，908個日日夜夜！2019年12月27日，長五遙三火箭發射成功！

指揮室裡，小姐姐笑著笑著就哭了：

「對航天人來說，每成功一次，就會增加一分榮譽。而一次失敗，就足以將以往的榮譽清零。

中國航天硬核，中國航天人更硬核！

「天問一號」再次開啟中國探索火星的新徵程！預祝髮射成功！

天文學家卡爾·薩根在離世前一個月，錄下了一段留給未來火星移民的錄音。

他說：

「也許我們登上火星，是因為我們必須如此，

因為進化在我們心中埋下了流浪的火種，

畢竟我們來自狩獵者、採集者，

我們在地球上99.9%的時間都是浪子，

而流浪的下一站就是火星。」

未來已來，我們有生之年，親眼見證！

路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。中國航天，加油！

火星，我們來了！

推薦閱讀

《下一站，火星》

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火星探索在某種程度上是探索人類的意義，從火星叔叔馬丁開始，去火星旅遊就是每個孩子乃至成年人的航空夢。

本書用娛樂旅行的寫作線索，教讀者對空間生命科學進行探索，如果你關心人類的科技和未來，這本書中梳理出來的，人類的勇氣與挑戰、冒險與榮耀並存的徵途，相信也會給你啟發。

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四百年前，克卜勒在給伽利略的信中寫道：

「我們應該建造適合飛向神聖天空的船與帆，

然後也會有這樣的先驅者，

面對無邊的太空，他們毫不退縮。」

對於火星探索，我們孜孜不倦，滿懷希望！

我們的徵途是星辰大海！

參考素材：

歐陽自遠中科院講壇：火星曾有過生命？

央視新聞：下一站，火星！

毛新願《下一站，火星》