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各国“探火”都选在七八月，是巧合还是精心布局？( 二 )


美国发射的“水手4号”火星探测器 ， 从距离火星1万公里的高空处拍摄并回传了第一张火星表面的照片 。 这张充满了陨石坑的照片当时震惊了科学界 。 该探测器于1964年11月底发射 ， 1965年7月中旬飞越火星 ， 时隔8个半月 。
与“水手4号”同一系列的“水手9号”则在“赶路”途中费时较少 。 该探测器于1971年5月底发射 ， 同年11月中旬抵达 ， 成为人类派往火星考察的第一颗人造火星卫星 。 飞行时间仅5个半月 。
随着时间推移 ， 后续发射的火星探测器飞行时间反而有增长趋势 。
据此前《人民日报海外版》报道 ， 此次我国首次火星探测任务计划飞行7—8个月 。 当然 ， 还有时间更长的“探火”之行 。 如1975年美国发射的“海盗1号” ， 耗时10个月驶向火星；2013年印度发射的“曼加里安号” ， 耗时11个半月才进入火星轨道 。
各国“探火”都选在七八月，是巧合还是精心布局？
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图片来源：视觉中国
目的地相同 ， 为何“赶路”时间不一？
刘勇告诉科技日报采访人员 ， 火星探测器飞行时间相差较大 ， 除了工程实际中火箭的运载能力和火星探测器本身的质量以外 ， 还有两方面因素 。
其一 ， 地球、火星的公转轨道都不是真正意义上的正圆轨道 ， 因此即便二者距离最近时 ， 这一最近距离也有长有短 。 同理 ， 如果不是同一年“窗口期”发射的火星探测器 ， 其飞行距离也略有差别 ， 飞行时长自然也会有所不同 。
“每一次‘窗口期’火星探测器飞行的距离不等 ， 下一次探测器飞行距离最短的‘窗口期’在2035年 ， 这在天文学上被称为‘火星大冲’ 。 ”刘勇说 。
其二 ， 飞行时间也与飞掠、环绕等不同的探测目标有关 。 飞掠火星只需靠近即可 ， 相当于“一日游” ， 旅途中惊鸿一瞥 ， 拍下几张照片 ， 扬长而去 。 环绕火星则需要在特定时刻“刹车制动” ， 进入火星轨道成为人造火星卫星 ， 相当于“深度游” ， 此后扎根在火星周围 ， 直至生命终结 。 因此 ， 当探测器以环绕火星为任务目标时 ， 其所携带的燃料更多 ， 变轨相对复杂 ， 飞行时间也相对长些 。
除了飞行时间不一外 ， 火星探测作为一项系统工程 ， 还有很多耐人寻味的科学问题值得探究 。 正如刘勇所言：“航天工程是人类的科技极限挑战 ， 具有极高的风险性 。 期待我国首次自主火星探测任务圆满成功 。 ”
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火星魅力让“探火”大军日益壮大
国际火星探测始于20世纪60年代 。 90年代以来 ， 火星探测迎来又一高潮 ， 相关科研任务进行得如火如荼 ， 包括美、俄、日、欧、印等国在内的“探火”大军日益壮大 。 截至目前 ， 火星探测任务已实施40余次 ， 其中美国20余次 ， 苏联/俄罗斯实施次数紧随其后 ， 日本、欧空局和印度也分别进行过“探火”任务 。 火星魅力之大 ， 可见一斑 。
那么 ， 各国为何对火星如此“钟情”？
“火星是太阳系内与地球特点最为接近的行星 ， 是人类未来移民的首选地 。 ” 张伟表示 ， 火星上的重力约为地球的2/5 ， 具备较稀薄的大气——大气成分为95%的二氧化碳、3%的氮气、很少的氧气和水汽等 ， 且可能存在水资源 ， 通过合理改造有希望成为未来人类可以驻留的地外生存空间 。
“再者 ， 火星探测的科学价值十分突出 。 ”刘勇在接受科技日报采访人员采访时如是说 。
是什么原因导致火星失去了水？它怎样从一个蓝色星球变成现在一片荒漠的红色星球？其大气、环境是如何演化的？火星的今天有没有可能就是地球的明天？这些都是科学家们想要通过相关探测去解答的问题 。
此外 ， 张伟指出 ， 火星探测是涉及众多高新技术领域的系统工程 ， 要解决轨道设计、自主姿态确定与控制、着陆导航、热控制、辐射防护、遥操作与遥分析、深空测控通信等技术问题 ， 能够带动系统工程、自动控制、能源、材料、通信、遥感等众多领域的迅速发展 ， 也是一个国家科技实力和创新能力的重要体现 。 “在国际竞争日趋激烈的今天 ， 火星探测已成为目前及未来很长一段时期国际航天大国竞争的主要‘竞技场’ 。 ”张伟说 。


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