文/陳根
盡管新冠疫情主導(dǎo)了2020年的世界，使社會進入低迷狀態(tài)，但人們在星際的探索卻并未停下腳步，火星就是其中的一個重要窗口。2020年7月，阿聯(lián)酋“希望號”、中國“天問一號”和美國“毅力號”相繼發(fā)射太空，開始了火星探測。隨著3個探測器的升空，全球掀起了火星探測熱潮，2020 年也因此成為人類火星探索的一個大年份。2021年2月，三個國家的火星探索器先后抵達。阿聯(lián)酋火星探測器“希望號”2月9日首先到達目的地；中國“天問一號” 兩天后（2月11日）抵達目標軌道；美國“毅力號”也于上周成功著陸。
當前，阿聯(lián)酋“希望號”、中國“天問一號” 和美國“毅力號”已先后抵達至火星，它們?yōu)橐粋€共同的大目標而來，即研究火星地質(zhì)環(huán)境和大氣層，尋找古老的微生物生命跡象。但三國的火星探測器卻各有目的，并且需要完成不同的任務(wù)。阿聯(lián)酋“希望號”火星探測器于北京時間2020年7月20日凌晨5點58分從日本種子島航天中心發(fā)射升空。這不但是阿聯(lián)酋史上第一次，還是阿拉伯世界的首次星際探索。阿聯(lián)酋的“希望號”類似于火星的氣象衛(wèi)星，繞火星做近赤道軌道運行，收集星球上不同區(qū)域在不同季節(jié)和不同時間的全天候氣象數(shù)據(jù)，以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，以期幫助地球上的科學家更全面地了解和掌握火星的氣候條件。事實上，火星也曾經(jīng)和地球一樣遍布江河湖海，現(xiàn)在卻呈現(xiàn)干枯、荒蕪的狀態(tài)。“希望號”通過探索成像儀、紅外光譜儀以及紫外光譜儀對火星氣候及天氣進行探測研究，主要任務(wù)就包括探測、研究火星大氣層。科學家們也希望通過此次探索進一步了解火星空氣和水分流失的原因和過程。“希望號”也是這一輪火星探索行動中唯一不在火星著陸的探測器。根據(jù)計劃，“希望號”經(jīng)過約200天的飛行，將2021年2月抵達火星軌道，正如所計劃的那樣，“希望號”在2月9日首先到達目的地，也正好是阿聯(lián)酋成立50周年。同時，“希望號”還將繞火星軌道運行至少一個火星年，相當于地球上687天。它收集的數(shù)據(jù)預(yù)計2021年9月開始陸續(xù)傳回地球。中國的“天問一號”主要任務(wù)則是地質(zhì)勘測。針對火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征、火星表面土壤特征與水冰分布、火星表面物質(zhì)組成、火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征、火星物理場與內(nèi)部結(jié)構(gòu)等展開科學研究。
“天問一號”用雷達“透視”幾千米深的地層，采集巖石土壤等樣本，繪制火星地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖，探測火星磁場，以解開火星磁場的演變歷史。 這也是我國首次自主執(zhí)行的火星探測任務(wù)，將一步實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測，獲取豐富、立體、多樣的火星探測科學數(shù)據(jù)，這在世界航天史上尚無先例。美國國家航空航天局（NASA）的“毅力號”則擔負著尋找火星古老生命（微生物）跡象的任務(wù)，這是NASA第五次登陸火星。“毅力號”將收集巖石標本，希望從中發(fā)現(xiàn)可能的線索，解答火星上到底是否曾經(jīng)有生命存在的問題。“毅力號”也是迄今為止送到另外一個星球著陸的最大、最先進的探測器，重達一噸，每天可以自動行駛200米距離。該探測器配備了19臺相機，兩個麥克風，可以用來捕捉錄制火星上的聲音。“毅力號”除了配備可以直接探測現(xiàn)在和古老生命跡象的儀器，還有一架1.8公斤重的無人飛機，準備在火星上試飛，這也將成為無人機在另一個星球環(huán)境下首次飛行。“希望號”、“天問一號”和“毅力號”已經(jīng)共同開啟了新一輪火星探索周期。而火星作為太陽系中與地球環(huán)境最為相似的行星，了解火星對研究地球早期歷史和生命起源顯然有著重要價值，這也對人類拓展生存空間具有重要意義。
之所以將人類最好的科技資源投入到冰冷、荒涼、充滿輻射的“沙漠星球”，并在2020年與2021年形成火星趕集的熱潮，是因為這與人類走向未來的太空時代密切相關(guān)。首先，地球與火星之間的距離在不斷改變，兩顆行星各自以不同的速度和距離繞太陽公轉(zhuǎn)。地球和火星最遠的距離有大約4億公里，最近的距離則是5600萬公里。每隔26個月，就會出現(xiàn)一個飛火星的最佳時間段，也就是所謂的“窗口期”。這個時段地球位于最適合飛往火星的位置，火箭燃料消耗最少。2020年之所以被稱為“火星年”，就是因為地球和火星距離最近，發(fā)射火星探測器需要的燃料最少。因此，各個國家都相繼投入大量的財力物力對火星進行探測。比如，“毅力號”作為美國宇航局第五輛成功登陸火星的火星車，當任務(wù)結(jié)束時，就將耗資近30億美元。其次，火星作為太陽系八大行星中第四顆，是一顆類地行星。約45億年前，宇宙形成的初期，火星同地球一樣，其表面也有水流的流動。然而，到了30億年前左右，地球上出現(xiàn)了光合作用，并產(chǎn)生了生命。火星的水卻逐漸消失，變成了一個又冷又干的星球。顯然，火星的生態(tài)環(huán)境，由好變壞的過程，值得人們去探尋。如果地球的兩個鄰居都因某種原因，環(huán)境從友好到惡劣，那么從中探尋其原因，或許將能避免地球“重蹈覆轍”。因此，探索火星的氣候變化以及地質(zhì)的演化，對于保護地球、拓展人類生存的疆域，具有非常重要的意義。可以說，火星是人們整個深空探測領(lǐng)域，除月球以外的第二重要的研究星球。最后，探索火星不論是對于國家，還是全體人類，都具有前瞻性的意義。從國家層面來看，航天航空技術(shù)集結(jié)了多種前沿科技，而一國的科技實力已經(jīng)很多程度上彰顯著一國的國力。事實上，太空時代的阿波羅計劃，很大程度上就是出于軍事和地緣政治的考慮。 包括通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有太多的技術(shù)變革都是從阿波羅計劃中延伸出來的。探索火星也需要通過無數(shù)工程和技術(shù)上的創(chuàng)新，而這些創(chuàng)新，很可能會引發(fā)下一次的技術(shù)革命，使未來的人類生活再一次超越現(xiàn)在所能想象的一切。而對于科技高地的搶占，已成為當前大國關(guān)系的重要內(nèi)容。
從全體人類的角度來看，地球并不安全。與水星、金星比起來，火星最接近太陽系“宜居帶”，是除地球之外，被認為最有可能孕育和存在生命的另一顆行星。對于火星的探索，其最深遠的意義可能就在于對人類文明的“物理拷貝”。在地球面臨極端情況下，延續(xù)人類文明的發(fā)展。人類自出現(xiàn)在地球的那一刻起，就一直不停地為生存空間和生存環(huán)境而奮斗。倘若未來地球上真的發(fā)生災(zāi)難性戰(zhàn)爭、超級傳染病、嚴重天體撞擊、全球性自然/地質(zhì)災(zāi)害、人工智能失控、納米機械風暴等危急狀況時，少量居于火星上的人類將能夠為人類的文明延續(xù)提供希望。2020年，SpaceX創(chuàng)始人埃隆馬斯克曾提出計劃——在2050年內(nèi)向火星移民100萬人，而這一言論在當下被大多數(shù)人評論為“荒誕”。但隨著火箭運載能力的不斷提升、火箭可回收可復(fù)用技術(shù)的逐步成熟，Spacex“星艦”飛船原型機實驗的穩(wěn)步推進，從發(fā)射技術(shù)與經(jīng)濟性角度看，人類在 2030年之間完成載人火星探索任務(wù)已成為高概率事件。至所未至，知所未知。人類已經(jīng)在走出地球，走向太空邁出了許多個“關(guān)鍵一步”。人類的文明雖然是人類創(chuàng)造的，但更需要由人類來守護。
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