卞毓麟：人类是如何一步步认识和探索火星的？-米儿火

卞毓麟

天文学家，著名科普作家

2020年7月，人类航天的宏伟史诗又增添了浓墨重彩的一章。就在十来天的时间里，有3个国家的火星探测器相继启程前往这颗红色行星：阿联酋于7月20日发射“希望”号，中国于7月23日发射“天问一号”，美国于7月30日发射“毅力”号。（详见《希望号、天问一号、毅力号……7月火星之旅，有一大波驴友赶来》）

中国“探火”启幕，“绕、落、巡”一步到位的决策尤令世人瞩目。

天问一号轨道器将环绕火星运行，作为火星的人造卫星在空间执行探测任务；它施放的着陆器将降落到火星表面，成为一个多功能的固定工作平台；自着陆器驶出的火星车则可在一定范围内活动，实施既定的巡视计划。

回顾人类认识和探索火星的全部历史，足见一次性实现“绕、落、巡”确实堪称雄心勃勃。

在天文望远镜诞生之前的悠长岁月中，古人通过观测火星和其他行星在天穹上的复杂运动，逐渐知晓了太阳系的存在（哥白尼的日心说），懂得了行星环绕太阳运行的真实情况（开普勒的行星运动定律）。

随着天文望远镜的问世和进步，人们测出了火星的距离，发现了两颗小小的火卫，看清火星真面目的欲望也与日俱增。

19世纪末叶到20世纪初，由疑似的“火星运河”引发的火星生命之争历久不衰。然而，无论天文望远镜制作得多么精良，从地球上观测火星，视线都会受到地球大气层和火星大气层的双重干扰，所见的火星总是“雾里看花”，难以直接判明火星运河是真是幻，火星人是否子虚乌有。

20世纪50年代人类进入空间时代，形势发生了根本性的变化。1965年7月，美国发射的“水手4”号成为第一个飞越火星的探测器。它拍摄到21张火星照片，虽说质量不佳，但比从地球上看去强得多。1971年11月，“水手9”号进入环绕火星的轨道，成为首个绕着另一颗行星运行的人造天体。它绘制了第一幅真实的火星全图，明确否定了火星运河之存在。

继水手9号之后，合乎逻辑的下一步乃是让探测器在火星上软着陆，实地进行自动化的科学实验和分析研究。

美国于1976年相继飞抵火星的两个“海盗”号着陆器做到了这一点。但是，它们只能停留在原地，对火星表面远处的事物鞭长莫及。直到1997年，美国的“火星探路者”号才将第一辆火星车“旅居者”号送上火星大地。虽说它每秒钟只移动1厘米，却是人造机器破天荒在地球外的另一颗行星上巡视。可以说，美国前后花了30多年时间，才逐步实现了火星探测的“绕”“落”“巡”。

除了美国，还有一些国家也时有探火之举。然而，各国探火总的记录是成功与失败大体参半，而以苏联和如今的俄罗斯付出的努力和遭受的损失最为巨大。

在“绕”“落”“巡”之后，无人探火的下一步将是“回”——从火星上采集样品并自动送回地球，预计约10年后可以实现。

按照比较乐观的估计，到21世纪30年代，载人火星探测将付诸实施。更长远的设想是在火星上逐步建立由小到大的“寓所”，它们宛如一个个登陆到火星表面的“空间站”：

寓所外面是未经改造的火星环境，内部则是适宜栖居的人造空间。一批寓所组合起来，就形成了不同规模的“火星基地”。基地不断扩大，又成为各具特色的社区、村落、城镇……

千里之行，始于足下。今天，对这些未来愿景做具体的规划为时尚早。眼下，天问一号离开地球故乡启程远航，过将近半年才能到达目的地火星。我们衷心祝愿它一路顺利，祝愿它卓越的目标——跳过单纯的“绕”和简单的“落”，一次性实现“绕、落、巡”，完美成真！

本文作者卞毓麟教授著作《追星——关于天文、历史、艺术与宗教的传奇》一书，获得了2010年度国家科学技术进步奖二等奖。