中國首顆火星探測器“螢火一號”同俄羅斯“福布斯－土壤”探測器于北京時(shí)間9日4時(shí)16分在位于哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場搭乘俄運(yùn)載火箭發(fā)射升空。

圖為螢火一號和火星的模擬圖

　　我國首個(gè)火星探測器“螢火一號”順利升空

　　將“螢火一號”和“福布斯－土壤”送入太空的是俄羅斯“天頂－2SB”運(yùn)載火箭。升空后，“福布斯－土壤”探測器上的主發(fā)動機(jī)將開始工作，并通過3次點(diǎn)火將兩個(gè)探測器送入環(huán)火星軌道，全部飛行過程將歷時(shí)300天左右。

　　由中國自主研發(fā)的“螢火一號”探測器長、寬各約75厘米，高60厘米。兩側(cè)太陽帆板展開近8米，質(zhì)量約115公斤，設(shè)計(jì)壽命2年。探測器上攜帶等離子體探測包、光學(xué)成像儀、磁通門磁強(qiáng)儀、掩星探測接收機(jī)等4類有效載荷。它將對火星進(jìn)行為期一年的在軌探測，其任務(wù)包括探測火星及其空間環(huán)境、揭示類行星空間演化特征等。

　　航天專家認(rèn)為，盡管其他國家已向火星發(fā)射過約20個(gè)探測器，然而尋找水和生命痕跡及探究火星表面物理化學(xué)特性是這些航天器的探測重點(diǎn)。與之不同的是，“螢火一號”將重點(diǎn)探測火星高層大氣和電離層等空間環(huán)境。這不但對揭示火星演化史十分重要，而且還為中國下一步進(jìn)行深空探測打下基礎(chǔ)。

　　據(jù)俄航天署公布的消息，總質(zhì)量達(dá)13.5噸的俄“福布斯－土壤”探測器將環(huán)繞火星軌道飛行數(shù)月，并進(jìn)行一系列探測。隨后，其著陸艙將在火衛(wèi)一上選擇適合地點(diǎn)并著陸。著陸艙上的兩個(gè)機(jī)械臂將在火衛(wèi)一表面收集質(zhì)量約200克的土壤并將其放置于返回艙內(nèi)。隨后，“福布斯－土壤”的返回艙將帶著這些樣品離開火衛(wèi)一，并用10至11個(gè)月的時(shí)間重返地球。而探測器上的其他星載儀器將繼續(xù)對火星的氣候和軌道空間進(jìn)行長期探測。

　　據(jù)悉，如果“螢火一號”和“福布斯－土壤”兩顆探測器能夠順利進(jìn)入預(yù)定軌道，人類將首次實(shí)現(xiàn)利用處于不同位置的兩個(gè)航天器來同時(shí)對火星電離層和磁場進(jìn)行研究。俄羅斯聯(lián)邦航天署副署長達(dá)維多夫此前在接受新華社記者采訪時(shí)說，聯(lián)合探測火星對俄中雙方而言意義重大，希望這一項(xiàng)目能夠最終圓滿成功。

　　揭秘中國火星探測器螢火一號將飛行3.5億公里

　　8月25日，嫦娥二號衛(wèi)星準(zhǔn)確進(jìn)入太陽與地球引力平衡點(diǎn)——距離地球約150萬公里的拉格朗日L2點(diǎn)的環(huán)繞軌道，成為太陽系中飛得最遠(yuǎn)的中國來客，但這樣的距離相對于螢火一號的旅程來說也只能算是“小巫見大巫”，后者將飛行約3.5億公里，在此過程中邁出中國深空探測的重要一步。

　　中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任、螢火一號工程應(yīng)用首席科學(xué)家吳季透露，自1960年以來，人類已經(jīng)向火星發(fā)射了40多個(gè)探測器，其中15次成功進(jìn)入了火星軌道，8次成功著陸，并釋放了3輛火星巡視車。但是，這些探測計(jì)劃的科學(xué)目標(biāo)幾乎都是追蹤水的痕跡、發(fā)現(xiàn)生命信號，其軌道也大都是極軌圓軌道。只有俄羅斯的“福波斯2號”曾經(jīng)對火星的空間環(huán)境開展過探測，但只工作了三個(gè)月就與地面失去聯(lián)系。因此人類對火星的高層大氣、電離層、磁層環(huán)境和太陽風(fēng)的相互作用等都了解甚少，螢火一號正好填補(bǔ)了此項(xiàng)空白，在國際上具有重要地位。

　　火星，當(dāng)前國際深空探索中的最熱目的地，即將迎來一位不到120公斤的小個(gè)子“游客”。別看它貌不驚人，卻將為今年已屢創(chuàng)輝煌的中國航天史再添上絢麗的一筆。如果說天宮一號發(fā)射成功讓中國人在近地空間駐留更長時(shí)間成為可能的話，那么，它則會把我們的視野帶到更遙遠(yuǎn)的深空。

　　螢火一號，我國首枚火星探測器，已于日前成功運(yùn)達(dá)哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場，預(yù)計(jì)將于11月9日凌晨搭乘俄羅斯的“天頂”號運(yùn)載火箭與“福布斯—土壤”探測器一起發(fā)射升空。

　　先遣部隊(duì)，開啟火星探測之門

　　自中國國家航天局2000年宣布空間科學(xué)成為我國民用航天的重要組成部分以來，中國空間探測的步伐就從未停止，地球空間雙星探測計(jì)劃、月球探測工程先后上馬并取得階段性進(jìn)展。8月25日，嫦娥二號衛(wèi)星準(zhǔn)確進(jìn)入太陽與地球引力平衡點(diǎn)——距離地球約150萬公里的拉格朗日L2點(diǎn)的環(huán)繞軌道，成為太陽系中飛得最遠(yuǎn)的中國來客，但這樣的距離相對于螢火一號的旅程來說也只能算是“小巫見大巫”，后者將飛行約3.5億公里，在此過程中邁出中國深空探測的重要一步。

　　在我國深空探測的整體設(shè)想中，火星無疑是最為重要的探測對象。中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任、螢火一號工程應(yīng)用首席科學(xué)家吳季在接受本報(bào)專訪時(shí)表示：“中國科學(xué)家很早以前就有探測火星的愿望，并利用國外探測數(shù)據(jù)做了一些工作。由于第一次探測必須先用軌道器而不是著陸器進(jìn)行圍繞探測，因此，螢火一號可以被比喻為我國火星探測的先遣部隊(duì)?！?/p>

　　火星探測難道只是為了滿足人們的好奇心嗎？還是蘊(yùn)含更為現(xiàn)實(shí)的動因呢？吳季介紹，研究火星就相當(dāng)于研究地球的歷史和未來。地球雖然在太陽系中極為特殊，成為人類目前唯一的家園，但這種情況絕非一成不變。歷史上，地球就曾出現(xiàn)過像現(xiàn)在的火星一樣、異常寒冷的時(shí)期。作為地球的近鄰，火星的地質(zhì)環(huán)境和很多基本參數(shù)都和地球接近，面對目前全球變暖的趨勢，我們同樣有理由發(fā)問：未來地球會不會變得太熱，以致于海水都蒸發(fā)掉，成為第二顆火星？這些問題只有通過比較其他行星的歷史和現(xiàn)狀才能得到答案。

　　國際合作，探索火星空間環(huán)境

　　螢火一號這回是搭了俄羅斯的火衛(wèi)一探測器“福布斯—土壤”的“順風(fēng)車”，據(jù)吳季介紹，俄羅斯科學(xué)院再次實(shí)施火星探測計(jì)劃后，火箭留有一定的運(yùn)載余量，于是主動邀請中國參加該計(jì)劃并搭載一個(gè)微小衛(wèi)星。對于中國來說，在還沒有建立起真正的深空測控網(wǎng)之前，借用俄羅斯的飛船一同飛往火星并開展聯(lián)合探測，可以大大地將我國科學(xué)家利用自主的探測數(shù)據(jù)深入開展對火星研究的時(shí)間提前。在此背景下，螢火一號應(yīng)運(yùn)而生。

　　螢火一號此次肩負(fù)的主要使命是對火星的空間環(huán)境展開探測。俄羅斯科學(xué)院宇宙空間研究所所長列夫·澤廖內(nèi)近日表示，即將升空的俄“福布斯－土壤”和中國螢火一號火星探測器將幫助兩國科學(xué)家加深對火星大氣的了解，這將是人類首次利用兩個(gè)處于不同位置的航天探測器同時(shí)對火星電離層和磁場進(jìn)行研究。

　　吳季透露，自1960年以來，人類已經(jīng)向火星發(fā)射了40多個(gè)探測器，其中15次成功進(jìn)入了火星軌道，8次成功著陸，并釋放了3輛火星巡視車。但是，這些探測計(jì)劃的科學(xué)目標(biāo)幾乎都是追蹤水的痕跡、發(fā)現(xiàn)生命信號，其軌道也大都是極軌圓軌道。只有俄羅斯的“福波斯2號”曾經(jīng)對火星的空間環(huán)境開展過探測，但只工作了三個(gè)月就與地面失去聯(lián)系。因此人類對火星的高層大氣、電離層、磁層環(huán)境和太陽風(fēng)的相互作用等都了解甚少，螢火一號正好填補(bǔ)了此項(xiàng)空白，在國際上具有重要地位。

　　深空測控，面臨3大嚴(yán)峻考驗(yàn)

　　清華大學(xué)航空航天學(xué)院副院長李俊峰在接受本報(bào)采訪時(shí)表示，此次發(fā)射螢火一號，技術(shù)驗(yàn)證或者說實(shí)驗(yàn)的成分更多一些，以便積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，為以后獨(dú)立開展火星等行星的深空探測工作夯實(shí)基礎(chǔ)。他告訴記者，俄羅斯的“天頂”號運(yùn)載火箭就像“老司機(jī)”一樣經(jīng)驗(yàn)豐富，螢火一號成功進(jìn)入火星軌道的問題應(yīng)該不大，難題在于跟組合系統(tǒng)分離后如何開展深空測控和通信。

　　經(jīng)過40多年發(fā)展，我國已經(jīng)完全有能力研制出包括月球探測器和火星探測器在內(nèi)的各類探測器。吳季坦言，螢火一號在技術(shù)上最大的挑戰(zhàn)是“小”。受發(fā)射重量限制，螢火一號之輕，在人類歷史上也屬罕見。載荷小，距離遠(yuǎn)，任務(wù)重，螢火一號的火星征程可謂荊棘遍布。

　　挑戰(zhàn)之一來自于7個(gè)長達(dá)8.8個(gè)小時(shí)的火星陰影，在此期間探測器將得不到來自太陽的能量，只能讓部分部件進(jìn)入休眠狀態(tài)，屆時(shí)周圍環(huán)境溫度低于零下200℃，螢火一號隨時(shí)面臨“凍死”的危險(xiǎn)；其次，超遠(yuǎn)距離會帶來信號衰減和傳輸時(shí)延等困難，更何況我國還沒有覆蓋全球的深空探測網(wǎng)，仍需俄羅斯和歐洲空間局的地面站幫忙分時(shí)段接收信號，但即使3個(gè)地面站聯(lián)合起來，也只能下載螢火一號獲取的5%到10%的數(shù)據(jù)；此外就是多星定向的問題，即往地球傳送數(shù)據(jù)時(shí)要對地球定向、拍攝火星時(shí)儀器要對火星定向、太陽能帆板還要隨時(shí)對太陽定向……這對探測器的姿態(tài)控制來說是一個(gè)不小的難關(guān)。

　　火星探測大事記

　　1960年10月10日：前蘇聯(lián)向火星發(fā)射第一枚探測器，但這枚探測器連火星環(huán)繞軌道都沒有到達(dá)。

　　1962年11月1日：前蘇聯(lián)發(fā)射了“火星１號”探測器，成功進(jìn)入前往火星的軌道，但在飛離地球１億公里左右時(shí)與地面失去聯(lián)系，通常被看作是人類火星探測的開端。

　　1964年11月28日：美國“水手4號”開始８個(gè)月的火星之旅，成為有史以來第一枚成功到達(dá)火星并發(fā)回?cái)?shù)據(jù)的探測器。

　　1971年5月31日：美國“水手９號”升空，成為第一個(gè)火星軌道飛行器。它首次拍攝到火星全貌。

　　1996年12月4日：美國發(fā)射“火星探路者”，攜帶“旅居者”號火星車登陸火星?？茖W(xué)家根據(jù)發(fā)回的圖片信息判定，火星曾經(jīng)溫暖和潮濕。

　　1998年7月3日：日本發(fā)射“希望”號探測器，成為世界上第3個(gè)發(fā)射火星探測器的國家，但“希望號”于2003年12月9日被迫放棄。

　　2001年4月7日：美國發(fā)射“奧德賽”火星探測器，標(biāo)志著美國火星探測計(jì)劃重新啟動。2002年，“奧德賽”發(fā)現(xiàn)火星表面和近地表層中可能有豐富的冰凍水，但這一問題目前存在爭議。

　　2003年6月10日：攜帶“勇氣”號火星車的美國“火星探測流浪者”號探測器發(fā)射升空，2004年１月３日在火星表面成功著陸。

　　2007年2月25日：歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器靠近火星飛行，順利完成利用火星引力調(diào)整飛行速度和軌道的任務(wù)。

　　2007年8月4日：美國發(fā)射“鳳凰號”探測器，它在火星北極區(qū)域登陸后收集了冰樣，而且還發(fā)現(xiàn)火星表面土壤的化學(xué)成分與海水非常類似。11月10日后“鳳凰號”與地面失去聯(lián)系。

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