2022年2月4日,一则穿越3.2亿千米的祝福“从天而降”:天问一号探测器、五星红旗与北京冬奥会和冬残奥会会徽又一次同框自拍。此前,北京冬奥会和冬残奥会吉祥物冰墩墩、雪容融搭乘天问一号着陆火星,与祝融号火星车一起同框合影。
天问一号火星探测器登陆火星,是中国为人类探索火星做出的重要贡献,也是中国第一次发射探测设备到达这颗太阳系内最有可能发现地外生命,并最适合人类定居的行星。
而中国的火星探测经历了怎样曲折的历程呢?
这还得从火星在人类文明中的历史说起。
火星(英语:Mars;拉丁语:Martis;天文符号:♂),是离太阳第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,为太阳系里四颗类地行星之一(金星、水星、火星、地球)。
在这里,妤妤姐也要说一句,太阳系中,太阳并非固定不动的,它也在围绕银河系中央的某个轨道上运转,所以真实的各行星轨道是上面这幅动图中的样子。
《尚书·舜典》记载:“在璿玑玉衡以齐七政。”孔颖达疏:“七政,其政有七,于玑衡察之,必在天者,知七政谓日月与五星也。木曰岁星,火曰荧惑星,土曰镇星,金曰太白星,水曰辰星。”“荧惑”,就是火星,闪亮着火光的红色星体。《诗经 ·国风·豳风·七月》有言:”七月流火,九月授衣。一之日觱(音:必)发,二之日栗烈;无衣无褐,何以卒岁?“这是关于火星最早的文学记载。意思是,农历7月(今天一般是8月中下旬至9月上旬),火星从西方的天空落下,农历9月(10月至11月份),披上冬衣。一天就刮冷风了,两天就感觉凛冽了。没有衣服和外套(古代外套往往用粗布制成),怎样活到下一年啊?
《七月》体现的是,随着地球、火星绕太阳公转进入不同相位,进入农历7月,人就能够在晚上看到火星落于地平线下,标志着正式入秋的景色。
而在稍晚之后的罗马神话中,火星因为通体赤红,被人们认为是代表了战神,故火星和战神一样,被称为Martis。
七百年来,人们对火星一直有着各种各样的幻想,比如东晋干宝撰写的神奇志怪短故事集《搜神记》就便记载过”火星人来吴国,向小童预测未来三国归晋“——
吴以草创之国,信不坚固,边屯守将,皆质其妻子,名曰:“保质童子。”少年以类相与娱游者,日有十数。孙休永安三年二月,有一异儿,长四尺余,年可六七岁,衣青衣,忽来从群儿戏。诸儿莫之识也,皆问曰:“尔谁家小儿,今日忽来?”答曰:“见尔群戏乐,故来耳!”详而视之,眼有光芒,爚爚外射。诸儿畏之重问其故。儿乃答曰:“尔恐我乎?我非人也,乃荧惑星也,将有以告尔。三公归于司马。”
诸儿大惊,或走告大人,大人驰往观之。儿曰:“舍尔去乎!”耸身而跃,即以化矣。仰而视之,若曳一疋练以登天。大人来者,犹及见焉。飘飘渐高,有顷而没。时吴政峻急,莫敢宣也。后四年而蜀亡,六年而魏废,二十一年而吴平:是归于司马也。
这也许是人类历史上最早的关于”火星人“的幻想作品。
无独有偶,H·G·威尔斯出版于1898年的同名小说《世界大战》,也叙述了”火星人“的故事,不过这次的”火星人“是来攻打地球的。《世界大战》此后在1938年被美国某电台改编成广播剧时,还引发了人们的恐慌性逃离,1953年、2006年、2018年,《世界大战》曾三次被搬上荧幕。这三个版本的《世界大战》中,2006年的汤·克鲁斯主演的版本规模最为宏大,布景也最是”现代“。
之所以近代火星人引发这么多关注,还在于”火星运河“现象。1877年,意大利天文学家“斯基亚帕雷利”(Schiaparelli)在通过望远镜观测火星时发现,火星表面存在着一系列纵横交错的直线状网络。他根据观测结果绘制了一幅详细的火星表面沟渠分布图,当时这些沟渠被称为“火星运河”。
人们据此认为,火星上也许存在比人类更具科技文明的智慧生物,加之当年全世界各个强国争夺殖民地,奴役、压迫当地原住民,人们也害怕火星来客同样会把地球当作殖民地。
1962年11月,苏联发射“ 火星1号”探测器,在飞离地球1亿千米时与地面失去联系,从此下落不明,它被看作是人类火星探测的开端。
尔后,苏联(俄罗斯)、美国、欧洲、日本、印度、中国共已发射数十艘太空船研究火星表面、地质和气候,包括轨道卫星、登陆器和漫游车总计大约有三分之二的任务在完成前或是才要开始时就因种种原因而失败,将物体由地球地表送往火星约要花费每千克30900美元。
其中,中国虽然来到火星最晚,是2021年5月天问一号才登陆火星,但是和阿联酋、印度一样,都是一次成功,成功率100%,而且,阿联酋、印度都只是发射探测器,并没有登陆火星,而中国的火星探索是既有探测器,又有火星车(巡视器),可谓是为人类全方位火星探测做了长期准备。实际上,中国火星探测用厚积薄发来形容,是恰如其分的。
早在2009年,中国就在载人航天、月球探索之后,又立项了火星探索项目。中国火星探索项目共分四步走,第一步是寻求国际合作,于是,中国第一颗火星探测器“萤火一号”在2011年11月,随俄罗斯“福布斯-土壤”火星探测器发射升空,可惜没过多久,这两枚探测器残片就一同坠入了太平洋海域。中国首次尝试火星探索并没有收到预期效果。
不过,中国航天人并没有气馁,很快进入第二步,便是收集火星环境信息,同时提升包括长征五号在内的运载火箭功率,以求中国火星探测器能够达到11.2千米/秒的第二宇宙速度,摆脱地月系的引力,飞向太阳系里的其他天体。
与此同时,随着中国探月计划的推进,深空探测网也在逐步搭建。因为火星距离地球2.3亿千米(近地点),无线电信号传输到地球要20多分钟不说,中途有极大的衰减和干扰,亦需要浮空的中继站捕捉探测器信号并加强后传回地球。上图就是信号中继/探测卫星的简图。2021年,中国“玉兔二号”在月球背面着陆,便是深空中继卫星的功劳,以往,由于月球公转和自转周期一致,故月球总是只能以一面面对地球,在月球背面登陆的探测器和巡视器是难以与地球收发信息的,有了中继卫星这个“空中路由器”就解决了这个难题。
2014年,珠海航展(第十届中国国际航空航天博览会)上,中国航天局展出了火星环绕器、火星巡视器,这标志着中国火星探索继续向纵深推进,火星探索设备均已定型,就等发射升空。
2015年11月报道,中国计划2020年发射火星探测器,探寻生命迹象。
2016年1月11日,中国火星探测任务获批准立项。
2019年1月14日,国新办发布会上,中国航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华介绍,中国首次火星探测任务将于2020年前后实施。2020年4月24日,中国行星探测任务被命名为“天问系列”,首次火星探测任务被命名为“天问一号”,后续行星任务依次编号。
2020年7月23日12时41分,长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器,在中国文昌航天发射场 点火升空。
值得一提的是,这次中国火星探索任务同样承载着人类为寻找第二家园,为追问外星是否有其他生命而凝聚起来的深厚友谊。比如在长征五号遥四运载火箭装载天问一号的整流罩上,便印有中国航天局(CNSA)、欧洲航天局(ESA)、阿根廷国家空间活动委员会(CONAE)、法国国家空间研究中心(CNES)、奥地利研究促进署(FFG)。
2021年4月24日,中国首辆火星车命名为“祝融号 ”。
经过近10个月飞行,中国天问一号在火星乌托邦平原着陆,这也正式标志着中国进入火星探索的第三阶段: 发射火星着陆器并携带一辆火星车,在火星上软着陆。而下一个阶段是“成立火星表面观察站、发展飞行器穿梭地球与火星、并且建立火星基地供机械探测器进入。此阶段的最终目标是为将来人类登陆火星提供基础,令人类可在火星观察站中观察火星”。
2021年6月12日,中国航天局举办新闻发布会,介绍中国首次火星探测任务后续将开展火星取样返回。如果能成功,这就是人类历史上,首次实现火星样本送返地球的创举。
中国的火星探索,经历了近20年的努力,凝聚了无数航天人的辛勤和奉献,为人类认识自己的近邻——火星,做出了独特的贡献。
参考资料:
1、在成功试驾后,”毅力“号火星车正式在火星上漫游 (乐点漫游)
2、中国火星探测计划-百科
3、天问一号发射成功,但很奇怪,长五火箭上4个外国标志怎么回事(杠精小王)
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