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专家:未来火星旅游不是梦

2021-05-17 11:10:37 来源:人民网
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人民网北京5月16日电(方经纶张桂贵)5月15日,“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车及其着陆组合体成功着陆火星,它标志着我国成为世界上第2个有能力实现火星表面巡视探测的国家。围绕网友关心的话题,人民网强国论坛记者采访了航天专家、北京大学地球与空间学院教授焦维新。

专家:未来火星旅游不是梦

2020年7月23日,在海南文昌航天发射场,天问一号探测器由长征五号遥四运载火箭成功发射。新华社记者才扬摄

到达火星和月球难度不可同日而语

强国论坛:登陆火星和登陆月球相比,难度体现在哪里?

焦维新:登陆火星和登陆月球相比,难度体现在多个方面。首先,火星距离地球远。地球与月球之间的距离为38万公里,而地球距火星最近的时候是它们同在太阳的一侧,并且排成一线,距离达5000多万公里,但此时的地球并不具备发射火星探测器的条件,等到满足发射条件时,火星探测器需要航行的距离一般在1亿公里左右。所以,到达火星和到达月球的难度不是同一个级别。

其次,当探测器到达火星附近时,速度是高于火星轨道的逃逸速度的,如果探测器以这个速度靠近火星,火星的引力场就无法将它“捕获”,它在火星附近拐个弯就跑太阳系里去了。这时,探测器就要调转180度,利用发动机反方向点火减速,之后它才能被火星的引力“捕获”。

探测器和地球相差1亿多公里,通信的单程时间就要20分钟左右,操作时还在火星的背面,因此人们不能通过地面指令对它进行遥控,只能依靠飞行器原本设定的程序来操作,这对于设计探测器切入火星轨道的科研人员提出了极大的考验,国外就曾有探测器在这一阶段失控导致探索失败的例子。

再次,探测器着陆这个环节,在火星上的难度更大。探测器在奔赴火星的途中一直处于高速飞行状态,需要在几分钟时间里,逐步将速度从每秒4800米降至零,才能最终使探测器平稳到达火星表面。

还有就是月球的特点是没有空气,理论上我们完全可以按照真空的情况来考虑,我国科研人员在这方面已经积累了丰富的经验。但因为火星表面有空气,却又非常稀薄,要考虑到的因素非常多,探测器着陆火星对我国科研人员是一个很大的考验。和地球相比,如果地球是1个大气压的话,火星的大气压是地球的0.7%。另外,火星的大气状况是不断变化的,我们对于火星大气的数据尚不能做到实时更新,这些都会给探测器着陆增加难度。

探测出火星是否有生命体存在尚有难度

强国论坛:“天问一号”和“祝融号”都装载了哪些科研设备,承担着哪些探测任务?依现有的技术,我们能否探测出火星上是否有生命体的存在?

焦维新:大多数火星探测都是1次发射1个设备,轨道器和火星车分开发射。我国的火星探测器由环绕器和着陆巡视器两部分组成,初探火星就一次性实现“绕、落、巡”3个目标,这是其他国家前所未有的成果。

“天问一号”此行一共携带了13个科学载荷,其中7个在火星上空的环绕器上,6个分布在火星车“祝融号”上。我们携带的载荷还是比较先进的,比如相机就是当前分辨率最高的产品之一。

“祝融号”火星车具备高强自主能力,为规避火星极端天气的影响,被设置为自主休眠和自主唤醒功能,可工作3个火星月,相当于地球上的92天。在这段时间,“祝融号”将收集火星上的大气数据,了解火星上的气候,通过火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气电离层、磁场等的科学探测,来了解火星的演变和历史,给我们带来关于火星的第一手资料。

我们能不能探测火星是否有生命体?目前来说还很难。因为我们能带到火星上的还是较为基础的仪器设备,只能探测到有没有维持生命体的物质,比如一些有机物或者其他的高分子化合物等。对于生命体的探测而研究,必须把采集的非污染样品带回地球,在实验室里面进行检测,才能确认这些样品中是否含有生命体物质,但这也仅仅涉及到一些已经死亡的生命体,或者成活的低级生命体。

未来或有火星旅游,但不会有火星“移民”

强国论坛:当前距离实现载人登陆火星的日子还有多远?

焦维新:我觉得这个不会太远。从人类的火星探测技术发展来看,从20世纪60年代开始到现在,人类已经完成了普查阶段,开始进入详查阶段。详查阶段的第一步就是运用火星车一类的工具对局部地区进行详查。第二步是取样返回,从现在的日程来看,国际上一些技术先进的国家和机构计划在2026年发射取样返回探测器,预计2031年实现返回。我国火星探测也有取样返回的探测计划,争取于20年代末实现目标。现阶段任务完成以后,下一步便是载人火星探测,这个难度就更大一些,因此需要方方面面都要做好准备。

因为距离的原因,去火星的时间在7个月左右,回来也需要差不多长的时间,而且发射与返回都有一个窗口的问题,如果只在火星待十天半个月就计划返回,经济成本上来讲过于高昂,效率也很低。所以我认为,应当把载人登陆火星和建立火星基地统筹考虑,让宇航员在火星上有一个基本的工作与生活的空间,提高工作效率。并且,有了初级的火星基地以后,随着技术的成熟,我们还可以考虑拓展火星基地的功能。甚至可能发展到有一天,除了科研人员之外,我们普通人也可以到火星旅游,我觉得这是可以实现的,这不是科学幻想,这是技术一步一步发展所能达成的。

但是,我们不能把这理解为社会上有些人所鼓吹的火星“移民”。无论从哪个角度看,移民都是从原来不理想的环境到达一个理想的环境,地球才是人类在太阳系最适合生存的美丽家园,移民至火星从逻辑上是说不通的。火星的自然条件并不适宜人类生存,火星的大气压只有地球的0.7%,而且这0.7%的大气压中95%以上是二氧化碳,一年中的平均温度是零下60度,最低气温是零下120度。并且它没有磁场保护,来自太阳、银河宇宙线的辐射可以直接打到物体表面,辐射很强。种种因素加起来,根本就谈不上适居,人类没法在这样的环境中正常生活。

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