火星探測成“競技場” 中國將參與其中

中國首次火星探測任務將於2020年實施，在一次任務中同時實現對火星的“環繞、著陸、巡視”，並將對火星的形貌、土壤、環境、大氣等展開探測。中國火星探測計劃讓火星探測再次成為公眾關注的焦點。

中國火星探測車模擬圖 （圖片來源：光明日報）

火星距離地球的最近距離為5500萬千米，最遠距離達4億公裡，是太陽系中與地球最相似的行星，也是唯一經改造后可能實現大規模移民的星球。進入航天時代以來，美國多次開展火星探測，火星探測保持著極高的成功率，接二連三取得重大科學發現。

1976年著陸火星表面的“海盜1號”和“海盜2號”可謂人類探索火星生命的先驅。21世紀以來，人類先后發射環繞火星的軌道器、著陸在火星表面的著陸器、巡視探測的火星車等，採用多種科學手段進行探測，証明了火星表面曾經有過大規模水體活動，暗示火星出現過適宜生命繁衍的環境特征，並可能發育過生命。

2001年發射的奧德賽號軌道器發現火星上有水流遺跡。2003年發射的“孿生兄弟”機遇號和勇氣號火星車發現了被命名為“埃斯佩朗斯6號”的岩石。這塊岩石形成於火星歷史最初的10億年，是機遇號檢測過的最古老岩石。它的黏土礦物是在水環境下形成的，其中富含鋁，說明當時流經岩石縫隙的水是中性的，而生命的進化和繁衍正需要中性環境。如今，勇氣號於2010年停止工作，但機遇號依舊不斷發回探測數據。

2004年歐盟發射的火星快車軌道器發現了曾經的海岸線和沉積物，一系列科學數據也証明火星曾經有大規模的水，可能曾是“藍色星球”，其干涸的北部平原在數十億年前很可能是一片汪洋。不僅如此，2005年發射的火星勘測軌道器和2008年5月著陸火星的鳳凰號探測器都發現，火星現在仍然有水存在。

2011年發射的好奇號火星車是人類有史以來制造的體積最大、性能最高，也是最昂貴的火星車。它耗資26億美元，重899公斤，外殼寬4.5米，搭載了11種不同的科學儀器。好奇號發現了名為“黃刀灣”的湖泊遺跡。36億年前那裡曾經是一個至少存在了數萬年的湖泊，長約50公裡，寬約5公裡。黃刀灣是一個淡水湖，理論上可以支持一些簡單微生物的生存。在地球上某些洞穴和熱泉噴口，也可以見到這類微生物。下一步，好奇號將尋找化學條件更利於保存有機物、有機物含量較高、輻射暴露時間較短的岩石樣本。一旦檢測到有機碳，那將是火星曾經存在過生命的直接証據。

我們並不僅僅關注火星上的水。2013年發射的馬文號軌道器深入火星低層大氣，發現隨著火星磁場變弱，說明火星曾經濃密的大氣層被太陽風逐漸吹走，這揭開了火星大氣消失之謎。

未來，更多的火星計劃將要實施。2018年，太空探索技術公司將發射紅龍飛船登陸火星，為未來載人探測做准備。2020年，歐空局和俄羅斯航天局聯合進行的“ExoMars”火星探測任務將發射火星車登陸火星表面。美國的下一代火星車——2020火星車已進入最終的設計與建造階段，將於2020年夏天發射，計劃於次年2月在曾經適合微生物生存的地點著陸，搜尋火星生命跡象，並收集土壤和岩石樣本，將其通過未來火星探測儀器帶回地球。

也就是說，2020年左右的火星表面將至少同時聚集來自中、美、歐、俄的四個火星探測器，火星探測的競爭可能達到白熱化。這次同場競技，將是檢驗各國航天技術和行星科學研究實力的重要機會。

（作者：中國科學院國家天文台鄭永春）