“祝融”火星车前传：人类探索火星方式进化史

　　5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。后续，祝融号火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测。至此，我国火星探测“绕、落、巡”三步走计划中的第二步“落”取得圆满成功。这也意味着中国成为了继美国和前苏联之后，第三个成功将探测器送达火星表面的国家。

　　自古以来，火星就以与众不同的红色外观吸引着人类的关注。古时人们常常将其与战争联系，在西方神话中，火星往往是战争之神的化身；而在古代中国，“荧惑（火星）守心”也被视为不祥之兆。直到近代，人们才重新以科学的眼光审视火星。随着科技的进步，人类探索火星的方式也在不断突破，蒙在这颗红色星球上的面纱已被徐徐揭开。

　　一、望远镜时代

　　17世纪初，望远镜的发明让人们拥有了仰望星空的“眼睛”。1610年，意大利天文学家伽利略第一次将望远镜对准火星。1659年，荷兰学者惠更斯用更加精密的望远镜观测火星，并测算出了火星的自转周期。

　　19世纪中叶，天文学家们发现火星与地球存在许多相似之处，如公转轨道与地球相近，自转速度与自转轴倾角也与地球几乎相同。1877年，意大利人斯基亚帕雷利在观察火星时发现火星表面布满了极细的直线构成的网状系统。按照传统，这些暗区被视为水体，这些细线也被命名为“水道”（canali）。

　　而天文学家进一步观察发现，到暗区会在冬季时缩小、夏季时扩张，有人提出暗区是植物覆盖，而暗区的扩大缩小则是消长所引起的，改变以往认为暗区是水的说法。也有观点指出“水道”其实是人工挖掘的运河，用来灌溉植物，因为水道应太细不可见，而看到的细线应是灌溉出的大片植物。

　　这些误会让人们开始幻想火星上存在着与地球上一样的海洋陆地及智慧生命。为此，美国富商罗威尔甚至建立私人天文台试图寻找火星上的运河和生命。

　　最后，“火星运河”被证实不过是光学假象，但人们对火星人的热情已经生根发芽。科学家和民众都对火星上是否存在生命抱有浓厚兴趣。这直接推动了20世纪60-70年代火星探索高潮期的到来。

　　二、宇航时代

　　20世纪60-70年代，在美苏太空竞赛的背景下，火星探索迎来了第一个高潮期。

　　苏联先后发射的“火星”系列探测器多以失败告终。其中火星-3着陆舱实现了在火星表面的软着陆，虽然仅仅发送了20秒的电视信号，但这是第一个到达火星表面的探测器。火星-5探测器成功进入火星轨道并发回了火星照片。随后，苏联先后发送了探测器-2和宇宙-419探测器，都未取得成功。

　　相比之下，美国的火星探索硕果颇丰，美国发射的“水手”系列火星探测器有4个取得了成功。其中水手-4在离火星约1万千米的地方飞掠，传回了第一张火星表面的照片，这也是人类拍到的第一张地球外行星的照片。水手-4传回21张火星近距离的照片，并探测到火星的大气密度不如地球的1%。

　　另一个具有重要意义的探测器是水手-9。在1971年，水手-9是世界第一个进入火星轨道的探测器，拍摄了85%的火星表面，并为后续登陆火星表面的海盗-1、2着陆探测器选定了登陆地点。

　　三、火星车

　　虽然火星-3探测器是第一个到达火星表面的人造物体，但其只短暂传回了一些影像，而且也与后来能够在火星表面巡视的火星车相差甚远。

　　对于科学研究更有意义的资料，来自美国的海盗-1和海盗-2探测器。海盗-1、2探测器登陆后，分析了火星土壤，测量了风速、气压和波动，并确定了火星的大气成分。“海盗”系列探测器为后来的火星着陆探测奠定了基础。

　　火星车作为登陆探测工具，对火星探索有重要的意义。前不久，美国“毅力”号火星车携带的“机智号”直升机，更是首次实现了在火星表面的飞行，为理解火星大气提供了参考依据。

　　目前，包括已失效的探测器和刚刚登陆的“祝融号”在内，火星上共有10个火星车。

　　作为我国首次火星探索任务，天宫一号共设定了五大科学目标，包括实现对火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等研究。

　　要实现这些目标，需要依靠能够登陆火星表面的火星车。 “祝融”号火星车搭载了6种仪器，包括探地雷达、光谱相机、小型气象站、磁场探测仪等。它们将对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等进行科学探测。

　　四、火星轨道上的探索者

　　除了今晨刚刚登陆的“祝融号”火星车外，天问一号的环绕器仍然在火星轨道上进行科学研究。

　　天问一号探测器系统副总指挥兼环绕器总指挥张玉花表示，环绕器具备有三大功能：飞行器、通信器和探测器。环绕器首先作为飞行器，将着陆巡视器送至火星着陆轨道。待成功释放着陆巡视器后，环绕器作为通信器，为着陆巡视器建立与地球之间的中继通信链路。通信工作结束后，环绕器作为探测器对火星进行科学探测。

　　实质上，环绕器同地球上空飞行的人造卫星并无不同，只不过它运行在火星轨道上。目前，火星轨道上环绕着包括美国火星奥德赛号、欧洲火星快车号、印度曼加里安号等多个来自地球的人造卫星。

　　这些探测器的使命也不尽相同。如中国的天问一号是多合一的勘探轨道探测器，其目的是勘探火星的环境，为进一步的探索做准备，而去年同期发射的阿联酋的希望号则只是为了研究火星气候与气象科学这一专门课题。

　　其中最有代表性的成果要数“火星奥德赛号”，它成功发现了火星的地下水冰，证实火星上存有水资源。

　　作为“高空中的眼睛”，环绕器对火星空间环境、火星地表及火卫1、火卫2的观测具有重要意义，同时，也可辅助着陆巡视器的探测与研究。

　　【记者】徐勉 王诗堃 实习生 王隽杰

　　【统筹】张志超

　　【作者】 徐勉；王诗堃；张志超

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