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中国时间 5:17 2021年4月21日 星期三

“毅力”号火星着陆夺眼球 中国“天问一号”何时问?


2021年2月20日,美国国家航空航天局(NASA)毅力号火星探测器上的导航摄像机(Navcams)拍摄的一部分全景图显示火星景观。

本周一,美国航空航天局(NASA)公布了“毅力”号火星探测器上星期着陆关键时刻的影音资料,惊艳世人。NASA火星探测器第5次成功着陆进一步巩固了美国在这一领域的傲人优势。而此前早于毅力号抵达火星轨道的中国“天问一号”探测器也计划在几个月后在火星软着陆,能否成功引人关注。

“毅力”号传送大量珍贵火星影音资料

美国“毅力”号火星探测器上星期抵达火星轨道,并于美东时间2月18日成功着陆。星期一(2月22日),NASA公布了毅力号着陆的多角度视频和照片,以及从火星上录下的音频资料。

毅力号火星探测器将勘探火星上的耶泽罗撞击坑(陨石坑)。科学家认为,这一区域三角洲可能保留了火星早期的生命痕迹。在整个勘探过程中,毅力号将收集土壤和岩石样本,并将它们储存在火星地表的某处地点。NASA希望通过未来的火星任务将样本带回地球,通过分析寻找火星上过去的生命证据,并探究未来载人火星任务可能面临的与人类健康有关的问题。

毅力号还自带“机智”号直升机,一旦找到合适的升空地点,就会在火星稀薄的大气中进行30多个火星日的直升飞机实验。NASA表示,机智号直升机目前正在毅力号火星车的“腹内”充电,运转情况良好。

窗口期珍贵 三国争先“探火”

2021年是火星探测忙碌的一年。除美国之外,中国和阿联酋也各有火星探测器在今年2月抵达火星轨道。

中国去年7月23日以长征五号火箭发射的“天问一号”今年2月10日进入环火星轨道,准备一次性完成环绕、着陆、火星表面巡视三项任务。相比毅力号火星着陆、采集样本“直奔主题”式的任务计划,天问一号选择在火星轨道环绕三个月左右,计划在2021年5月至6月择机实施火星着陆。

去年7月20日从日本发射升空的阿联酋火星探测器“希望”号今年2月9日成功进入火星轨道,研究火星大气层,计划围绕火星至少两年,没有着陆任务。

三个国家在一年内同时开展火星任务,既有短期的探测“窗口期”因素,也体现了各国近年来在太空科研领域马不停蹄的技术推进。

地球与火星绕日公转的速度不同,两个行星之间的距离最远超过4亿公里,最近的时候约5460万公里, 火星探测任务的发射时间往往选择在地球与火星相对位置最合适的时机,也就是探测器飞抵火星所需能量最少的时间点,这样的“火星探测窗口”每26个月才出现一次。

北卡罗来纳州立大学副教授、行星地质学家保罗·伯恩(Paul Byrne)对美国之音说:“窗口期只有几个星期。这就是为什么我们看到希望号、天问一号和毅力号都在去年夏天的三周内发射。”

“但是从长期来看,在过去的三四年的相对短暂的时间段,在火星(和轨道上)拥有航天器的国家数量翻了一番,这令人惊叹,这是我们在过去几十年中没有看到的太空探索水平,非常令人兴奋。”他说。

火星探测美国最强 “天问”能否首战告捷?

各国对火星执行了约50次任务,只有20次成功。迄今为止,苏联、美国和中国向火星发射了自己的探测器。但目前只有美国成功地在这颗红色星球上多次运行了火星车(在毅力号之前已经有4辆)。

2016年,欧洲航天局的“斯基亚帕雷利”探测器在火星表面坠毁。俄罗斯与欧洲合作的“2022火星太空生物学”计划(ExoMarS-2022)计划明年把欧洲第一辆火星车“罗莎琳德·富兰克林”号送到火星。

更早之前,中国国家航天局2011年与欧洲和俄罗斯合作发射首颗火星探测器萤火一号以初步环绕火星为主要目的,但因为俄方探测器的技术问题,于2012年1月发射后坠毁于太平洋。

北卡罗来纳州立大学行星地质学家伯恩说,NASA在1997年从“旅居者”号开始的火星探测器,到后来的“勇气”号、“机遇”号、“好奇”号和现在的毅力号,技术不断完善。

伯恩说:“与火星探测相关的国家、机构或实体而言,美国国家航空航天局(NASA)和美国无疑是技术上最有经验的。毅力号其实与之前的好奇号相似,质量更重。把像毅力号这样的探测车送到火星表面、并且两次都成功,技术要求是惊人的,这种技术目前只有美国才有。”

NASA公布的毅力号着陆视频展示了探测器“空中吊车”分离的过程。火星大气的密度只有地球的1%,探测器进入火星大气层,从每小时12000英里的高速降落到稳定着陆,全程只有7分钟。这个被NASA称为“恐怖7分钟”(seven minutes of terror)的过程,全靠精准测量,其间没有任何机会进行修正或调整。

中国天问一号也将经历这个“恐怖7分钟”。伯恩说:“我们预计在今年夏天的某个时候看到天问一号火星探测器在火星表面着陆。如果成功的话,中国将成为继美国和苏联之后第三个在火星表面成功软着陆的实体或国家。

软实力和国际声望

《华尔街日报》发表社论说,此类火星任务让美国的太空优势独占鳌头,这是一种“激励和把人才吸引到美国的一种软实力”。文章说,中国的火星车将在几个月后计划登陆,美中之间的太空竞赛将进入新阶段。

北卡罗来纳州立大学的伯恩说:“当然,这些任务肯定都关乎国家声望,这绝对是政治家们至少意识到的。但从科学的角度来看,科学家之间几乎没有竞争,几乎总是合作。”

传统基金会防务问题高级研究员成斌(Dean Cheng)对Axios新闻网站表示,美中两国火星探测中取得的国家声望不在于太空优势,而是在于实实在在的科研能力对比。

他说:“如果中国第一次登陆火星就成功,这对比其他人的第一次尝试来说,将是一项不错的成绩。”

伯恩表示,美中两国的火星车的任务目标都很类似——了解火星表面、火星内部和火星大气的组成,原因是人类对地球以外的任何行星的这些方面都知之甚少。

“虽然它们(火星探测器的任务)非常相似,但因为这些探测器会去不同的地点,它们仍然会学到新的科学,不会重复多余,仍将促进我们对火星的了解。”他说。

他还表示,由于这是中国航天器首次接近火星,天问一号还身负学习如何安全着陆、如何运行火星车的工程知识。

探索火星的终极意义在于认识地球和人类自己

伯恩认为,“殖民火星”的构想遥不可及,但研究火星能够增进人类对行星普遍的生存条件的理解。

他说,科学家相信,火星几十亿年前表面曾经存在大量的流动液态水,影响了火星的地貌,也说明当时火星大气比现在厚得多。

“因此,火星为我们提供了一个机会,让我们了解一个经历了严重气候变化的星球。”他说:“一个星球怎么能从液态水稳定的地方变成现在寒冷、干燥、尘土飞扬的地方呢?所以火星是一个非常有用的、自然的实验室来理解这个问题,这最终也是我们面临的一个大问题,这关乎生命如何在行星上形成、如何保存生命、以及一个星球是如何失去可适宜生存的条件。”

NASA科学任务理事会副局长托马斯·祖布肯(Thomas Zurbuchen)在星期一举行的火星影音资料新闻发布会上说:“对我们来说,探索的意义永远比那些对现在有用的东西更为广泛。”

他说:“我们希望在审视我们这一代人的贡献时,能确保我们把已有的知识向前推进,在这一过程中影响我们对自身的理解,而这往往是通过研究来实现的。”

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