逐夢火星！我國計劃2030年前后完成火星采樣返回

近日，航天科技集團(tuán)相關(guān)研究團(tuán)隊表示，中國計劃2030年前后完成火星采樣返回。中國人探索太空的腳步正邁得更穩(wěn)更遠(yuǎn)。從全球視野看，目前人類已向火星發(fā)射了40多個空間探測器，人們對火星充滿了探索的熱情，火星探測史幾乎貫穿整個航天史。

火星是太陽系中與地球最相似且距離第二近的行星。大量探測成果表明，遠(yuǎn)古的火星很可能與地球極為相似，經(jīng)過漫長的演化才變成如今大氣層稀薄、溫度較低、水源枯竭的模樣。探測火星的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、大氣特征、氣候變化、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理場等，不僅可以深入了解火星的起源和演化，還有助于推動對地球等其他行星演化規(guī)律的研究。從長遠(yuǎn)看，探測火星可以為人類尋找新的資源。很多科學(xué)家認(rèn)為或許有可能將火星改造成適合人類居住的第二個家園。

近年來，全球多國積極推進(jìn)火星探測。在火星軌道，對火星進(jìn)行普查的火星軌道器包括美國的“火星奧德賽”“火星勘測軌道器”“火星大氣與揮發(fā)物演變”、歐洲的“火星快車”“微量氣體軌道器”、阿聯(lián)酋的“希望號”以及中國的“天問一號”環(huán)繞器等。在火星表面，美國的“好奇號”和“毅力號”火星車、“洞察號”著陸器以及中國的“祝融號”火星車等都曾進(jìn)行著陸探測或巡視探測。

這些探測取得了不少重要科學(xué)成果。根據(jù)“天問一號”環(huán)繞器獲取的數(shù)據(jù)，2023年中國首次火星探測火星全球影像圖發(fā)布，為開展火星探測和科學(xué)研究提供了質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。根據(jù)“祝融號”火星車的探測發(fā)現(xiàn)，火星表面數(shù)米厚的風(fēng)沙塵下約30米和80米存在兩套向上變細(xì)的沉積層序，這揭示了距今30億年以來多期次水活動相關(guān)的火星表面改造事件和地質(zhì)過程?！白Ｈ谔枴边€發(fā)現(xiàn)了巡視區(qū)存在距今約7.6億年的鹽水活動和現(xiàn)代水汽循環(huán)的證據(jù)，繪制出著陸區(qū)淺表80米之上的高精度結(jié)構(gòu)分層圖像，發(fā)現(xiàn)了火星烏托邦平原40億年以來發(fā)生的水和風(fēng)沙活動的新證據(jù)。

今年1月，歐洲“火星快車”的最新數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，火星地層中存在大量水冰。2023年，“火星快車”還發(fā)現(xiàn)火星地表下存在火山和巖漿運(yùn)動。而熔巖與水相互作用就有可能創(chuàng)造出一個適合生物生存的環(huán)境。美國“好奇號”2021年在火星上發(fā)現(xiàn)未知的有機(jī)分子。“毅力號”2022年和2023年在巖石樣本及火山口上發(fā)現(xiàn)了有機(jī)物或其痕跡。此外，“毅力號”2021年首次在火星上利用大氣中的二氧化碳制成氧氣，這是人類首次在地外行星上制氧。

未來一段時間，人類探測火星將主要完成兩大任務(wù)，一是對火星進(jìn)行采樣返回探測，對火星進(jìn)行區(qū)域性精查，以確定火星上是否有水、是否有生命的痕跡等；二是完成載人登陸火星。這兩項任務(wù)史無前例，需要克服許多困難。

具體來看，火星采樣返回主要有兩大難點：一是如何在火星表面獲取樣品，然后從火星表面起飛上升；二是如何在火星軌道上完成上升器和返回器—軌道器組合體之間的交會和樣品的轉(zhuǎn)移，這對于探測器的智能化設(shè)計提出了很高要求。載人登陸火星遇到的挑戰(zhàn)更大?；鹦蔷嚯x地球遙遠(yuǎn)，用目前的技術(shù)往返火星至少需要520天。無論是超重型運(yùn)載火箭、能提供長期生命保障環(huán)境的載人火星飛船的研制，還是大質(zhì)量載人火星飛船的著陸和上升技術(shù)，以及火星航天員的選拔、火星服的研制等，都考驗著人類智慧。

火星是一顆承載人類夢想的星球。由于火星的亮度等變幻無常，讓人迷惑，我國古人將這顆遙遠(yuǎn)的紅色星球取名為“熒惑”。伴隨著人類深空探索事業(yè)不斷推進(jìn)，我們相信，關(guān)于火星的諸多疑惑和密碼將會被逐步揭開。