“我们将通过火星卫星、火星着陆器、火星车天地联合探测火星。目前,火星车已经做好。”中国科学院院士欧阳自远在近日举行的2019软件定义卫星高峰论坛上透露这一消息。
根据国家航天局此前的消息,我国准备在2020年发射火星探测器,次年登陆火星。探测器将由长征五号运载火箭在海南文昌发射场发射。
欧阳自远当天同时提到,“丢了(2020年)这个机会,对不起,两年零两个月以后,才能再发射一次(探测器),否则到不了火星”。
这是因为,地球距离火星近点约为5500万公里,最远点则超过4亿公里,地球绕着太阳转一圈是365天,而火星绕着太阳转一圈大概是687天,只有地球与火星夹角为70°时发射探测器才能如期抵达火星——而这个机会窗口,每隔26个月才有一次。
“有时候地球在太阳的这一侧,火星则在太阳的另一侧,不经计算地发射,探测器很难抵达火星。只有赶在地球和火星达到一定夹角时,在地球上发射探测器才能成行。”欧阳自远说。
发射之后,火星探测器还要经过至少7个月的飞行,才能抵达火星轨道。
根据统计,人类历史上探测火星已有45次,但成功的只有18次,成功率仅40%。
到火星去做什么?
“首先是大家最为关心的问题:火星上究竟有没有生命?”欧阳自远说,火星探测的首要科学问题,就是期望在探测火星生命活动信息上有所突破。这包括现在生命的信息,过去是否存在过生命,火星生命生存的条件和环境,生命起源和地外生命探索。
其二是为火星本体科学积累资料,包括火星磁层、电离层与大气层的探测与环境科学,火星地形地貌特征,火星表面物质组成与分布,地质特征与构造,火星内部结构成分探测,火星的起源与演化以及太阳系起源与演化,等等。
其三是探讨火星的长期改造、人类移民、建立人类第二个栖息地的前景。其总目标是为人类社会的持续发展服务。
“地球受到太多的自然威胁,加上人类自身的一些行为,未来很可能不再宜居。我们一定要在太阳系里找到一个对象,探讨能否把它变成第二个地球,让人类能够大量地迁居到上面去。”欧阳自远说,目前来看,唯一可能的天体就是火星。
他相信,通过人类的智慧和长期努力,火星这颗贫瘠的行星能够被改造成一个拥有蔚蓝色天空、绿色平原、蓝色湖泊的新世界,成为人类的“第二家园”。地球和火星这一对行星,也有望成为人类社会持续发展的“姐妹共同体”。
当天,欧阳自远还透露了我国月球探测的最新进展。他说,肩负完成中国探月阶段任务的嫦娥五号,将实现多个首次,主要包括实现中国首次地外天体自动采样返回、首次在月球表面自动采样、探测器首次从月面起飞、首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接、首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球,等等。
据他透露,嫦娥五号将在月球正面着陆,着陆点距离美国阿波罗计划的着陆点较远,大概相隔1000多公里——“那里会有新的现象、新的发现!”
中国航天科技集团总工程师、探月三期工程副总设计师孙为钢曾披露,嫦娥五号探测器一分为二,分为着陆上升组合体与轨返组合体,其中轨返组合体继续环月飞行,而着陆上升组合体经变轨和动力下降飞行,在月面预定区域软着陆。
着陆上升组合体着陆后,将进行备受瞩目的“月面取样”,也就是月面样品采集、封装。
欧阳自远说,嫦娥五号抵达月球以后,探测器将用电铲铲取月球土壤,同时自动打钻钻取岩芯。样品全部取到后,将放置上升器,进行无污染的严密封装。
接下来就是返回地球:上升器从着陆上升组合体中分离,在月面点火起飞,进入交会对接轨道。在这一轨道,将有一艘“飞船”——轨返组合体在月球空间等候。完成交会对接后,轨返组合体将月球样品从上升器转移至返回器内,轨返组合体再与上升器分离。
“这一次对接,将是‘针尖’对‘麦芒’的对接,地球上根本无法提供数据和测控支持,看都看不见。”欧阳自远说。
接下来,轨返组合体将进入月地转移轨道,在距离地球一定高度时,返回器从轨返组合体中分离——从这里,飞向地球。
欧阳自远说,返回器在返回地球时,将遇到大气层高速摩擦的问题,严重时有可能被燃烧殆尽。科学家将采取“打水漂”的方法来解决这一问题,即让返回舱在大气层上层“弹跳”出去再回来,速度下降后,再进行大气层的“穿行”。