天問一號發射升空 中國首次火星探測任務目標宏大

北京時間7月23日12時41分，中國首次火星探測任務「天問一號」探測器在海南文昌航天發射場，由長徵五號遙四運載火箭發射升空，邁出中國行星探測第一步，此次發射任務也成為中國航天走向深空的重要裡程碑。

按照計劃，「天問一號」火星探測器將於2021年2月11日至24日環繞火星運行，並於2021年4月23日降落一臺火星車到火星表面，一次性完成「繞」、「落」、「巡」三大目標，進行時長90天的火星探索工作。

中國人與火星的距離從未如此之近

月球和地球的平均距離為38萬公裡，而火星距離地球在5,000餘萬到4億公裡左右，當地球與火星處於最大距離時，即便是光速通信也會有44分鐘的延時。結合地球、火星的公轉周期，約每隔26個月會出現一次「火星衝日」的窗口期同，屆時太陽、地球、火星位於一條直線上，地球與火星的距離在衝日期間會達到極近值，通常只有不足1億公裡，而在火星發生大衝時，該距離甚至不足6,000萬公裡。

在這一時間點實施火星探測，探測器飛行的路線最短，最省燃料，而2020年7月到8月的窗口期正是發射火星探測器的有利時機。一旦錯過2020年的窗口期，人類下次火星探測的好時機就只能等到2022年。

人類移居外星球是科幻作品最為流行的橋段之一，目前人類已進行了230多次太陽系探測，據已掌握的信息來看，整個太陽系的8大行星、5顆矮行星、165顆衛星當中，若人類想衝出地球，基本只能先從火星和金星兩個鄰居開始，因為只有這兩個星球與地球同處太陽系內的宜居帶內，同屬於巖質行星，擁有孕育生命的可能性。

通過航天探索發現，太陽系內的金星生存環境對人類而言可謂惡劣，其氣壓是地球的92倍，空氣中幾乎全是二氧化碳，且布滿了稀硫酸雲，地表溫度常年保持在460攝氏度，比較而言，火星的生存條件則相對「優越」不少，幾乎是人類航天探索下一站唯一的選擇。亦因於此，火星對於人類，有著特殊的吸引力。

探測火星還有助於人類更深層次認識地球和太陽系的形成和演化，預測地球的未來變化趨勢，促進對地球生命乃至太陽系起源和演化的研究，有助於人類了解自身在宇宙中的地位和最終命運。

從文獻記載來看，人類從1600年代已開始使用望遠鏡對火星進行觀測，使用空間探測器進行火星探測的歷史幾乎貫穿整個人類航天史。到目前為止，已有超過30枚探測器到達過火星，對火星進行了考察，向地球傳回了大量數據。

但全球火星探測成功率僅約為40%，約三分之二的探測器，尤其是早期發射的探測器，幾乎都未能成功完成使命，火星亦因此有了「太空飛行器墳場」之稱。

全球火星探測風起雲湧

放眼全球，目前僅有美國、蘇聯、歐洲航天局和印度成功將太空飛行器送入過火星軌道。從早前公布的消息來看，世界範圍內有4個火星專案計劃正在開發和製造的最後階段，擬在2020年發射前往火星。這其中包括歐洲空間局和俄羅斯的ExoMarsRosalind Franklin rover、美國國家航空航天局的火星2020探測車任務、中國的天問一號發射任務、阿拉伯聯合大公國的Hope Mars Mission。

因疫情及其他技術因素影響，歐洲空間局與俄羅斯航天局合作研發的火星探測器已宣布將推遲到2年後發射，這也使得2020年的火星探測只有中國、美國和阿聯3個國家的項目。

雖然都是火星探測，但是三國的火星探測任務並不相同。

阿聯的「希望號」火星探測器已於7月20日在日本種子島太空中心發射升空，計劃僅實施環繞任務。若任務實施成功，「希望號」將成為世界第一顆火星氣象衛星，可用於全面探測火星大氣，研究火星氣候變化、低空天氣變化、沙塵暴預報等。

在先前的火星探測任務中，美國「好奇號」火星車已在火星找到了對於生命至關重要的水分痕跡，2020年新的「毅力號」火星車將取代逐漸衰老的「好奇號」火星車，繼續探索火星的環境和生命跡象，計劃完成著陸、巡視兩大任務。

業界人士表示，「毅力號」火星車最大亮點是將收集30塊火星內部巖石和土壤的樣本放置在火星表面上，美國計劃在2026年與歐盟合作執行發射任務，在2031年將巖石樣本帶回地球。若進展順利，這些巖石有望成為人類從火星獲得的首批樣本，科學家通過這些樣本可以分析火星上是否存在(過)生命。

而中國的天問一號任務將一次性完成環繞、著陸、巡視三大目標：對整個火星進行全球性綜合探測；降落在火星；將火星車開出來，對火星表面重點地區精細巡視勘查。

在人類探索火星的歷程中，目前只有美國「海盜一號」、「海盜二號」通過一次發射實現過火星環繞、著陸兩項任務，此前歐洲曾兩次試圖通過一次發射實現環繞、著陸兩項任務，但兩次著陸都以失敗告終，僅完成環繞探測。如果一切順利實現，這將是全世界首次在一次任務當中完成這三個目標，也意味著中國將創造人類火星探測史的新高度。

探索外太空是一場具有高度戰略意義的競爭，全球已有多個國家出爐了太空戰略規劃，各國也在競相開展火星探測活動，但顯然，各國在追求的並不僅僅是將探測器發射到火星。

未來已來，科研的目的從來不僅僅是只為了當下。科學家表示，未來20年左右，可能看到人類首次登陸火星；未來100年，人類可能會在火星上建設一個中等規模的火星城市；未來1,000年，人類有可能會把火星改造成適宜人居住的星球。

對中國來說，其面向太空的志向已很明顯。作為太空競賽的後來者，中國出發時間晚了數十年，但現在，中國於1970年發射了第一顆衛星「東方紅一號」；2003年實現了第一次載人航天飛行，已是全球第三個實現載人航天的國家。

若一切順利，天問一號將在2021年之前降落在火星，一次性完成「繞」、「落」、「巡」三大目標，對中國來說，這無疑將會是一份很體面的「生日禮物」。