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                面向世界科技前沿,面向国家重大需求,面向国民经济主战场,率先实现科学技却不觉得苦术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建▲成国家高水平科技智库,率先※建设国际一流科研机构。

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                荧惑探寻四千年

                2020-07-09 光明日报
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                中国ξ行星探测任务 新华社发

                  编者按

                  火星,这颗夜空中飘忽不定的火『红色行星,自古以来就牵动着人们的◆好奇心。进入空间探索时代,人类向火星发射了多枚▂探测器,有些失Ψ败了,也有些获得了宝贵的经验和知识。2019年11月,中国行星探测ω 任务首次公开亮相,命名为“天问系列”,并宣布此疑点五中国首次火星探测任务“天问一号”计划于2020年7月至8月间ㄨ择机实施。同时,国际上荒原苍龙也有多颗火星探测器计划将于这个窗口期择机发射。

                  从∮古至今的探寻

                  火星,由于其火红的颜色以及不断々变化的亮度和位卐置,中国古代将其称◣之为“荧惑”,一度被视为◢战星、凶星,素有“莹莹之火,离离乱惑”之意,甚至“荧惑守心”(火星在心宿中发生运行方◎向的变易)在古代常被视为大凶的天象。

                  西方也将火星的颜色同鲜∑血和战斗联系起来,无论是古希腊的称呼Ares(音:阿瑞斯,为希◥腊神话中天神宙斯之子战神的名字),还¤是古罗马的Mars(音:马尔斯,源于↘罗马神话战神之名,火〓星的这一名称沿用至今)。

                  然而现代天文观测告★诉我们,火星ξ 的橘红色不过是来源于其表面广泛分布的氧←化铁,比起“凶星”,火星其实更〒符合“锈星”的称呼。

                  最早的火星观测@记录可以追溯到公元前2000年左右的古埃及感谢一下很多作者时期,而中国在公看着自己元前1300年左右的甲骨文woshine88中就有关于行星和彗星〇的记载。最初人们在天空中只是看到这颗橘红色圆球,而现代天文观测告诉我们,在太看其脸相阳系的行星中,火星灵觉这么是其中的第四颗,质量和体积排行老是死士二▃,仅比水星大一些,却是轨道同地球轨道最♀近的行星。

                  从古至今,天〓文学家始终对这颗红色行星倍加关注,一方面,是由于其鲜艳≡的色彩,另一方面,是因为火星〗同地球一样,位于太阳系的宜居带内。

                  然而宜居带内的行星却并『不一定能够孕育生◣命——火星地表布▲满沙丘和砾石,没有@ 稳定的液态水,虽然∩也存在四季变化,但是冲了上来沙尘暴却极其频繁和猛烈。火星并非完全干旱,它的南北极都有以水冰为主要成分的极冠,水冰上方覆盖的◇干冰(固这一去体二氧化碳)盖甚至会随火星上的季节变李冰清放慢脚步向里面走去化消长。

                  由于轨道比地球▲轨道靠外,火星能够接收↙到的太阳辐射平均只有地球⊙的一半,不过好在火星↑大气中充满二氧化碳等温〇室气体,使得其表面々平均温度在零下55摄卐氏度左右。火星的大■气层十分稀薄,大气密度↓只有地球的大约1%,这▃是因为火星的重量只有地球的大约十分︻之一,体积也不过是地◣球的15%,自身的引力很难束缚住原有的大气层。同时,火星没有像地球一样的全【球磁场保护,因此,在漫长的@ 演化过程中,火星大气大多被太阳风吹︼散到宇宙空间∮中去了。

                  缺乏磁场和大气使得火星表面暴露在高能宇宙辐射环境当中,同时却是恒久因为轨道靠近小行星带,火星遭遇小行星撞击的概率也比①地球要大得多,加上水和氮的▲缺乏,火星实在是很难孕育高归老子了等生命。不过,科学家认∑ 为,或许在★地下的液态水湖中,仍旧存在一些简单的生命体或者复杂有机物。这些,都要依靠后续¤的火星探测任务才能告诉我们□答案。

                  4000年来,从∞地面到宇宙空间,人类对于这▂颗迷人的红色行星的探索从∴未止步。

                  大■气层内的火星探索

                  1610年伽利略第一〓次用望远镜观测了火星,这一举动也㊣开创了火星探测的新纪元,虽然伽利略本人受到望≡远镜能力的々限制,只是在目镜中看到一颗稍大些的橘红色星球。惠更斯在1655年11月留下了第一份火星表面手绘图,他甚至计算出了火星的自转周期略大于24小时——这一结论在10年后被卡西尼确认。卡西尼还通过∩观测火星掩星现象,即火星从其他♀恒星前方掠过的情况,得到了火星存在大气朱俊州看向说了这么一句层的结论。

                  奥雷诺·弗洛热尔格在1809年发现▓了火星表面的“黄色云”,这是人类第一次观测到火星上的㊣ 沙尘暴,他在1813年观测到了火星春季期间极地冰】冠明大家加把力吧显缩小的现象@,因此错误地推测火星的气候比地↘球温暖——显然那个时候的天文学家还没有ㄨ意识到,火星两极冰冠的主要成△分其实是干冰。

                  19世纪30年代,火星被描绘为同地球十分相似的】行星,自转周◥期几乎相同,公转会带来四季,同时还具有大气层和〇两极冰盖(那时还被认为全部都是水冰),所有的这些々线索都指向一个结论——火≡星上肯定具有某种形式的生命。以至于后来的诸多观测结果都会被人们不▅自觉地向“火星人”这◆一事实去靠拢。

                  工作于米兰布雷拉天文〇台的意大利天更是趁机恶补这个自己前世所不理解文学家斯基帕雷利重新绘制出版了一份更加详细的火真正目星地图,他在火星上明亮的区域&&&&&&&&&&&中发现了一包往地上倒去些细♀长的线条,斯基帕雷利认为它们应该是自然形成的“渠道”,而地外生命的狂热信徒法国天文学家现在弗拉马利翁则推测,这些线条〗可能是高等生命建造的全球灌溉系统的运河↘。

                  在很长一段时间△内,火星上的暗区都被认为↓是海洋或者植被,但是1892年沉沉天文学家威廉卐·亨利却在这些暗区中发现了一条ξ 微弱的线条,这意味着这些暗区显然〇不是海洋。

                  天文学家们对火♂星上的“运河”和“海洋”的存在争论了很⊙长之间,直到1909年火星大※冲(火星№和地球、太阳位于同一直线时成为“冲”,如果火星恰』好在近日点附近则称为“大冲”,此时火星的亮度会显著增加),天文学家坎贝尔通过光谱分析证明了火星大气是干枯的。同年,安∞东尼亚迪利用巴黎的83厘米口径望远↓镜发现,之前观测到的连续的命运“运河”其实是由大量的我走节点、暗条纹和斑〓点组成。对于大部分天文』学家而言,1909年标志着火星存在智慧生乱糟糟命这一假设的结束,但实际上,暗区是植被的说法直♀到人类进入太空时代之前都没◣有受到怀疑。

                  对于【火星的卫星,天文学家也早已预见到其存在。开普勒曾成功预测出火星具有两颗卫星——虽然是通︼过错误的数据和逻辑得出的结论。他认为既然木№星具有▲4颗卫星(在当时只观测↓到4颗,这一数字如今已◆经变成了79颗),地球具有一颗■月球,那么轨道处于两者之间▂的火星就应当具有两颗求评价票卫星。

                  虽然这一计算方法在〒今天看来十分滑稽,但是却巧ξ合得到了正确的结论。直到1877年火星☆大冲,美国海军天文台的霍尔才先后观测到两¤颗火卫,并将它们命名为德莫斯和福布斯。

                  太空时代的火星探∮索

                  1957年10月4日,苏联的第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”发射升空,标志着人类太空时代的■来临。自打进入太空女主时代,火星便成了航天探测器的屋子里面黑黑主要目标之一。

                  虽然火星轨道同地球是如此相』近,但却算不上是一个容⌒易达到的地方。由于火星和地球公︼转轨道周期不同,平均每26个月才ζ能迎来一次交汇,届时将有为时几周的窗口期可以供探测器切入火∏星轨道。截至2020年6月,世界各@ 国总共进行了57次直接或∩间接火星空间探测任务,其中只有31次成功或者部分成功。

                  在1960年到1975年间,美苏两国掀起了第一轮火星探测热潮,苏联在这期间连续发射了16颗火星探测卫星,然而除了“火星-X”系列的7颗卫星,其他全部发射失败。而成功的卫轻轻地星中,“火星2号”在轨航天器回忆不肯逝去在八个多月的时间内持续传回了大量钱观测数据,“火星3号”则在1971年12月2日首次实现了火星表面的软着陆,遗憾的↑是密封舱着陆仅传回20秒的数▽据后就失去了联系。

                  美国的火星探测虽然起步晚于■苏联,但却更早取得了成◢功。1964年至1970年美ω 国发射了“水手”系列人造卫星♀,其中“水手4号”是第一个成功飞越火星的探√测器,而“水手9号”则在1971年11月13日进◣入火星环绕轨道,成为火星的第一颗人造◢卫星。美国在1976年实现了“海盗”系列探测器在火星表面软着陆,其中“海盗1号”一直工∏作到1985年寿命㊣ 结束,而“海盗2号”也工作至1980年。

                  苏联的火√星任务失败率奇高不是没有原因的。人类开〓展空间探索初期,火箭的运输能力、入轨精度以↙及零部件的可靠性都很难满足←需求,而其时美苏两个超级大国处于冷战时期的空间竞赛自身武力加上异能,苏联的火星任务仓促上但想了想还是没有动马,准备不足,才导致前10次任笑话务尽数失败,其中7次都没能完成发╳射阶段的任务。甚至直到20世纪70年代之后,由于运载火箭事故导致的任务失败仍旧层出不穷。

                  苏联直到1988年7月才恢复了火※星探测任务,但均未获〇得成功。2011年,俄罗♂斯发射“福布斯-土壤”探测器时同步搭载了中国的首个火星探测器“萤火1号”,然而发射后因为无法变轨进入地∑火转移轨道而宣告任务失败。

                  在“海盗”任务之后,美国也迎来了火星探测的低◎谷,直至20世纪90年代才重启火星探索的征♀程,并在1992年9月25日发射了“火星观◥察者”,然而这枚∏探测器在即将进入火星轨道时与地球失联〖了。经过了四年的技术ζ改进,美国又在1996年11月6日和12月4日相继发射了“火星全球勘探者”和“火星探‖認俊吥噤‖路者”两枚探测器,其中“火星探路者”再次成功着陆火星表面居然是笑出了眼泪离开。美国在之后彩霞的十余年间陆续发射了14枚探测器,其中“火星探饮料都没有接过测轨道器”,“好奇号”火星漫游车等探测器仍旧工∏作于火星轨道或者火星※表面。

                  虽然比美苏两国慢了◥几拍,但其他国家在火星探ζ 索上也很快迎头追上。欧洲空间局╱在2003年6月发射的“火星快车”顺利进入火∮星轨道,并继续工■作至今天。不过其携↓带的“猎犬兔2号”着陆器却没能〇成功登陆火星。2016年3月欧空局和俄罗→斯联合发射的“外火星气体追踪轨道◥器”至今≡仍停留在工作岗位上。

                  日本在1998年曾发射过一枚轨道探测器“希望”,但是却在到达火星轨道前耗尽了燃料宣告失败。而印度在2013年11月成功发射了首个火星探测◣器“曼加利安▲号”,并于2014年9月成功进入火〓星环绕轨道。

                  中国在2016年1月11日正式立项了中△国行星探测任务,探测器被命名为“天问”系列。“天问一号”火星探测器将携带火星车“赤兔号”,一步实→现火星轨道器环绕探测、火星软着陆和火那一刻星车巡视任务,预计将于2020年7月发射升空不曾辉煌过。

                  “天问1号”预计将在7月至8月之①间择机搭载于长征5号系々列火箭发射升空,然后进入火星轨道,如果一切顺↙利,“天问一号”携带的“赤兔号”将在明年4月23日前后在火星乌托邦平◥原(暂定)着陆,逐步开展科研任楚先生却不来直接见孤务。

                  在2020年的火Ψ星登录窗口期期间,原本美国航空航天局、阿联酋空∮间站、欧空局和俄罗斯航↓天局都有火星探测器发射∴任务,然而受Ψ到新冠肺炎疫情影响,欧空局和俄航局的合作项目已经推迟至2022年8月之后。

                  过去的4000年来,我们对火星的了解,从一颗橘红色的亮点,到一枚可以被开发利用的宜居带行星,火星也从最初的遥不可及,到几乎遍布人类淡淡地道的探测器,甚至火星探测的任务〓次数已经超过了同期的月球探测项唯快不破目。作为人类走出地球系统的第一站,火星势必将会成∑为人类深空探索的最重要〖目标之一,相信在】不远的将来我们就能登上火星的土地,建立第一个∏人类太空居留地,将火星█逐渐开发成为第二颗地球。

                  (作者:刘孜铭,系中国◥福建快三国家天文台硕士;黄京一,系中国福建快三国家天文台工☉程师)

                打印 责任编辑:侯茜
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