探测 与前几代火星车相比，“祝融号”火星车的探测之旅有啥不一样
北京时间2021年5月15日7时18分，“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。人类的火星探测走过了怎样艰辛的旅程？近日，中国科学院地球化学研究所月球与行星科学中心研究员、中国首次火星探测任务预先科学研究团队成员赵宇鴳在“深圳市民文化大讲堂”上为大家讲述了火星探测的故事。以下为讲座主要内容。
『“天问一号”的火星之旅』
“天问一号”是我国独立开展行星探测的第一步，通过一次发射实现对火星的“绕、着、巡”，即火星环绕、火星着陆、火面巡视，这是世界航天史上还没有过的先例。
2020年7月23日，“天问一号”在中国文昌航天发射场由长征五号运载火箭发射升空，开启了奔向火星的征程。“天问一号”整体大约有5吨重，和助推器分离后，它飞往火星的速度非常快，为每秒30公里左右。在飞行了约4.75亿公里后，“天问一号”于2021年2月10日成功进入火星轨道，并且拍回了照片。
“天问一号”着陆巡视器在确定了着陆区域后，开始着陆。整个降落的过程约需8分钟，完全靠“天问一号”自己操作完成。它自己打开降落伞，悬停在空中，自己拍摄周围环境，看哪里最安全，然后再降落下去。一切就绪后，“祝融号”火星车从着陆平台上行驶下来，开始对火星表面进行巡视探测。整个火星车的设计寿命为90个火星日。
“天问一号”探测器主要包括两个部分，一个是环绕器，一个是着陆巡视器。
环绕器本身是一个超级科研能手，携带着可以探测火星近邻空间的多种科学仪器。它可以对火星表面拍照，对火星表面的矿物质进行探测，还可以探测火星周边的磁场以及火星内部的结构。
“祝融号”火星车带着6台载荷。它有一双“眼睛”，就是一个多光谱相机。它有一个火星表面成分探测仪，这个仪器可以发射激光，对它周边5米—7米的目标进行物质成分探测。火星车没有机械臂，它就是通过激光进行远程探测。它还带着一个次表层探测雷达和一个火星表面磁场探测仪，可以和环绕器携带的科学仪器相互验证。这是“天问一号”的一个重要特点——能够开展天地协同的探测。此外，火星车还带着一个气象测量仪，找路时可以知道温度、压力、风速等信息。“祝融号”火星车看上去很可爱，实际上它有1.85米高，重量达240公斤左右。
和世界上已有的火星车与探测器相比，“天问一号”这次去火星时所携带的仪器非常先进，而且，天地协同的观测可以对火星表层和内部进行全面探测，所以我相信，“天问一号”一定会给我们带来很多新的发现。
文章插图
赵宇鴳在讲座中。 （图片由“深圳市民文化大讲堂”提供）
『探测火星的四个研究主题』
再来介绍火星的基本情况。
火星距离太阳比地球距离太阳要远，它的每一年大概是我们的两年。它自转的一天，比地球大约长40分钟。火星比地球小，比月球大，它的质量大约是地球的1/10，我们希望通过对它的研究，了解大小不同的天体是怎样演化的。
目前，我们对火星内部的了解非常少，我们推测它应该和地球一样有地幔、地核。因为火星的大气非常稀薄，约是地球的1%，所以它的平均温度比地球低很多。地球的平均温度为14摄氏度左右，火星则是零下63摄氏度，而且它的极端低温可以达到零下140摄氏度。在这样的温度下，二氧化碳会冻结成干冰保存在火星表面。
火星有一个很大的特点，即南北二分性。火星的整个南半球多是较高的高地，上面坑坑洼洼，说明南半球的历史比较久远。而北半球看起来比较低平，表面平坦，颜色呈深蓝色，是一片年轻的大陆。这种南北二分性出现的时间非常早，很可能在它形成的前几亿年就已经完成了。
火星和地球一样有分明的四季，因为它的自转轴也有一个倾角，所以火星也有春分、夏至、秋分和冬至。火星公转的轨道是椭圆形的，在近太阳的时候得到的光照和热量多，在远离太阳的时候得到的光照少。火星南北半球的环境有很大差异，火星的南半球有更强烈的温差变化。
我们把火星的生命阶段分成几个部分。一是现在的火星，也就是我们现在看到的样子。火星表面几乎没有液体水，因为压力和温度非常低，所以水不能以液态的形式存在。二是过去30多亿年间的火星，我们把它分为亚马逊纪和西方纪，那时候的火星有冰川和间歇性火山活动。三是更早年代的火星。那时候的火星是有磁场的，可能有很多火山岩浆的活动，还可能有海洋，由于外来的猛烈撞击造成地形的巨大变化。这是我们科学研究最感兴趣的阶段，因为地球也有一段缺失的历史，而火星给我们提供了一个样本，这也是我们探测火星的原因之一。
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