解读中国首次火星之旅—— “天问一号” 探什么?怎么探?
来源:中国气象报   发布时间:2020-07-27
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专家:中科院地质与地球物理研究所副所长、“天问一号”首席科学家助理 魏勇

中科院国家天文台研究员 郑永春

中国气象局国家空间天气预报台副台长 郭建广

中科院地质与地球物理研究所副研究员 何飞

采访人:中国气象报记者 李慧

  7月23日,在中国海南省文昌市,“天问一号”伴随着长征五号遥四运载火箭腾空而起,中国首次火星探测任务正式启程。

  为什么人类热衷探索火星?“天问一号”将对火星探测什么?怎么探?针对这些问题,本报请到三位专家,为您深入解读。

  人类为什么热衷探索火星?

  火星作为太阳系的一员,早在4000年前,人类就已经发现火星了。自始至终,生命的探寻一直是火星探测的主要任务。

  郑永春介绍,首先火星是一颗由岩石组成的固体星球,跟地球有很多相似之处。古代的火星曾经有过江河湖海、浓密的大气层和温暖适宜的气候。现代的火星有稀薄的大气层和一定的磁场,可能有液态水。在太阳系里,火星的环境最像地球,是除地球外人类唯一有可能移居的行星。

  魏勇说:“至少我们已经知道火星在40亿年前曾经温暖湿润、遍地河流,那么火星的现在到底代表了地球的昨天还是明天?人类在地球上还能生存多久?如果地球终将变得不宜居,人类有可能移民火星吗?这些涉及全人类生存的问题,让火星成为行星探测最重要的目标。”

  发射计划何以扎堆七八月?

  何飞介绍,发射窗口跟很多因素有关,但是最主要的因素还是地、火在太阳系的相对运动关系,约26个月出现一个从地球发射探测器到火星的最佳窗口期。在这种情况下,地球到火星之间的飞行路径是最短的,也是最省燃料的。

  具体的发射日期还跟实际的轨道设计以及火箭的发射运载能力、发射场当地的气象条件以及空间天气状况密切相关。

  在本窗口期,阿联酋“希望号”和我国“天问一号”已经启程,美国“毅力号”也将于近期发射奔火。

  “天问一号”探什么?怎么探?

  “天问一号”此次探路的主要任务包括:采集影像资料;测物质、测元素,如火星表面有什么物质,物质的构成成分是什么;测环境;看火星内部,如浅层的地质结构;看火星气象,如沙尘暴、温度变化等。上述5个科学目标,将通过环绕探测和巡视探测共同实现,并围绕火星是否存在过生命或生命存在的环境,以及火星演化和太阳系的起源与演化两大科学问题开展。

  此外,这次我国火星探测器如果顺利着陆的话,将对火星展开局地探测,探测火星地表的气温、压强、湿度、风度以及地磁环境等相关信息,这在国际上也是首次。其他国家以往对火星都是利用遥感探测。

  装备了哪些高精尖仪器?

  “天问一号”由轨道器、着陆器、巡视器三个部分组成,将一步完成绕、落、巡三步,这将是世界上首次探索火星即完成软着陆的任务。绕:轨道器环绕火星进行探测;落:着陆器软着陆于火星表面进行固定位置的地面探测、巡:巡视器(火星车)在火星表面进行不固定位置的巡视探测。我国首次火星探测任务将同时实施环绕探测和巡视探测,在国际上尚属首次。这种探测方式着眼于环绕器与火星车有效载荷之间的互动和配合。

  何飞介绍,环绕探测是目前火星探测的主要方式之一,有利于获得火星全球性的探测资料。为了完成这一科学任务,环绕器配置了中分辨率相机、高分辨率相机、环绕器次表层探测雷达、火星矿物光谱分析仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪7种有效载荷。

  火星车将携带6台科学仪器,其中一台为探地雷达(GPR),它和“毅力号”上的探地雷达将成为火星上的首批此类设备。探地雷达将帮助调查火星的地层、结构以及永久冻土或冰的存在。

(来源:《中国气象报》2020年7月27日三版 责任编辑:王美丽)

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