天问一号的真正任务是什么?3大历史使命,寻找火星生命为其一
天问一号成功登陆火星,这是中国的一小步,却是人类文明走向火星的一大步!
"天问"一词源自于战国时期屈原创作的一首长诗之名,诗中屈原列举了170多个问题,这些问题中的绝大部分,以当时的科技水平无法解答,而其中关于天文方面的究极之问,更是全诗的重中之重,有三十问之多。
天问一号探测器之名,正是来源于此。
将天问一号送向地火轨道的长征五号重型火箭箭体
天问一号在宇宙深空中历经7个月的飞行,旅程近5亿公里,自然不是去火星看上一看这么简单,而是同2000多年前的屈原"问天"一样,带去的是中国以及人类文明对宇宙、对火星的无尽之问,肩负着人类探索和了解火星的重要使命!第一、火星上究竟有没有生命?或者说有没有存在过生命?
火星上有水,现在已是一个不争的事实。
2020年7月23日,长五载着天问一号升空
早在2015年,美国NASA就已探测到火星上存在少量的水,而2018年7月,欧空局(ESA)根据雷达观测数据,更是在火星南极发现了一处直径约20公里的液态水湖泊。
该湖泊位于火星南极冰层下约1.5公里左右,气温约零下68摄氏度,据科学家推测,这个湖泊未结冰的原因很可能是因为水中富含盐分之故。这一发现当时轰动全球,成果发表于同年的《科学》杂志上。
水为生命之母,有水的地方就有可能存在生命,那么现在的火星上是否存在生命呢?
火星南极存在的冰盖,欧空局(ESA)探测到冰盖下藏有液态湖
很遗憾,这个问题目前还无法解答,除非人类发射飞行器到火星南极钻开冰层看看,否则很难得到一个确切的答案。
相较于火星现在是否存在生命这个"天问",火星历史上是否出现过生命却是好验证得多。
全球科学家早已在火星表面发现了江河曾流过的"故道",这些火星河道痕迹极为明显,不但"干流支流"一应俱全,同时还有河流长期冲刷形成的"冲积平原"。这些证据显示,火星历史上很可能和地球一样,存在过纵横交错的河流,科学家们推测,如果火星有河流,那么它出现的时间至少在30亿年以前。
火星上的"河床"和"冲积平原"
既然火星以前很可能出现过河流,那么这些河流里是否同地球一样,孕育出了生命呢?
这个问题,正是天问一号此次登陆火星最核心的任务之一。
着陆的"祝融号"火星车此次携带了两台关键性设备,一台是"火星表面成分探测仪",可有效检测出火星土壤中的化学成分和含量,另一台是"多光谱相机",可对采样中的生命物质进行探测,在地球上这种相机就经常作为监控农田植物生长所用。
假如"祝融号"火星车巡游所经过的地方曾存在过生命,那么这些生命留下的痕迹很难逃过这两台设备的监测。
"祝融号"火星车和着陆器
而此次祝融号着陆的火星"乌托邦平原",正是科学家们推测火星极有可能留下生命证据的地方之一。
与此同时,美国的"毅力号"火星车也在距离"祝融号"1800公里处的杰泽罗陨石坑内从事着相同的工作。
它那处地方据科学家判断应是火星35亿年前的一处"河流三角洲"所在,客观上讲,存在火星远古生命痕迹的概率更大一些,"祝融号"更多是考虑到任务的全面性,而"毅力号"几乎就是NASA为寻找火星生命而专门发射的。
美国"毅力号"火星车
从中美均全力探测火星生命痕迹这事可看出,中美双方的顶级科学都对火星曾出现过生命是抱有极大期望的,这绝非是科学家们的异想天开,而是两边科学家基于过往火星探测结果而作出的重要科学判断。
无论是"祝融号"还是"毅力号"谁先找到了火星存在生命的证据,都能称得上是人类科学史上最伟大的发现之一,是人类对宇宙认知的重大突破。
生命是否只在地球产生?人类是否是宇宙中孤独的唯一?
这两个终极问题,火星,或者可以给我们一个答案。第二、第二个使命——通过探索火星演化,寻找地球自身以及太阳系的秘密
尽管今日人类科技不断在前进,但人类文明对地球本身的认知还不够多,而对我们栖息的太阳系,那就了解得更少了。
地球是怎么形成的?后来又是怎样演化的?地球生命到底是怎么产生的?
诸如此类的问题,数不胜数,但人类文明发展至今,其中大部分却依旧无法确切地解答,譬如关于地球成因,科学家们目前也仅仅能给出一些如"演变说"、"冷凝说"等未经确证的学说,而不是答案。
而火星,正是解开这些问题的一把钥匙。
地球与火星均为太阳系行星,且轨道相近,毫无疑问,火星的形成与演化,对地球来说具有极为重要的参考意义。
火星和地球,太阳系中的"孪生兄弟"
过往科学家们的研究对象只有地球这么1个行星样本,所以很难验证取得的地球研究成果是否是宇宙的普遍现象。
但有火星这个参照物就不同了,他山之石,可以攻玉,研究火星这个地球的"孪生兄弟",可以帮助人类对地球甚至整个太阳系有更深刻的了解和认识。
人类未来必将走向星辰大海,这些成果,是人类出发之前必须完成的知识储备。第三、第三个使命——探索研究火星,将来中国载人登陆火星计划跨出的第一步
去年年底嫦娥五号成功返回地球,下一步中国的航天计划将是载人登月,这项工作目前正在紧锣密鼓地筹备之中。
中国载人登月示意
如果载人登月成功实现之后,我们又该有什么计划呢?
那自然是继续走向更深的宇宙,到火星去!
月球太小了,而且离地球太近,因此将来在月球建立如采矿中心、制造中心以及作为深空探索前进基地是很合适的,但如果要进一步探索宇宙,就势必要在太阳系其他行星上建立人类基地。
红色火星高清图
火星是行星,面积够大,有大气层、有水、有矿产资源、有足够引力,无论怎么看,这颗红色行星都是将来人类最适合建立深空基地的星球之一。当人们走出我们的星球时,他们才会彻底消除民族间的分歧。
——肯尼迪《1962年2月21日的演讲》
不能否认,肯尼迪这番话讲得很正确,人类如果一直困在地球上是没有前途的,当地球资源耗尽之后,人类文明所面临的,唯有灭亡这一条道路。
所以人类必须尽快走向无尽深空,在未来从辽阔宇宙中获取人类文明发展所需的资源,唯有如此,人类文明才能健康地发展下去。
金星、水星这些行星自然条件极为恶劣,都不太适合开发,因此火星便成了人类文明开发太空初期的重要选择。
火星地表高清
因此现在对火星的探索极其重要,这是一个真正关系到几十上百年后我们子孙后代、乃至整个中华民族和全人类持续发展的重要问题。
这一次天问一号所携带的仪器,足以让中国摸清火星的基本情况。
这些仪器包括"高、中分辨照相机",对火星进行地形地貌拍摄以及精确测绘;
"表层探测雷达",探索火星地下结构;
"火星矿物光谱分析仪",寻找和分析火星矿产分布;
"火星磁强计",探测火星磁场;
"火星能量粒子分析仪",研究火星近地空间和轨道的能量粒子辐射等等。
"祝融号"火星车上带的仪器作用也类似,只不过主要是探索火星地表的情况。
天问一号探测器,射出去的"弹头"是装着火星车的"着陆巡视组合体"
以上天问一号获得的每一份数据和情报,对当今人类世界来说,都堪称无价之宝,是将来中国实现火星取样甚至载人登火之前必须获取的关键性信息。
寻找火星生命痕迹、摸清火星基本情况、探索火星演化历史,便是此次天问一号探索火星的3大历史使命。
而中美探火的下一步计划,是从火星采样返回。由于火星采样返回需要在火星表面发射小型火箭,让返回器摆脱火星引力和火星大气层阻力,因此技术难度较之从月球返回更大。
火星采样返回发射火箭
美国"毅力号"这次除"寻找火星生命"的核心任务外,另一大任务即是负责采样,它将把沿途采集的岩石和土壤样品封存好并留在火星表面上。
目前NASA计划在2028年(原本计划2026年7月)时再发射一个探测器,将这些样品取回,由于地火之间的轨道问题,返回器大约要2032春季才能返回。
而中国的火星取样计划也在实施之中,此次天问一号登火正是整个探火计划的第一步,第二步就是取样返回。
"祝融号"火星车从着陆器上驶下
至于取样的具体实施时间,目前尚未公开。不过有些猜测认为,我们的火星采样计划恐怕会像嫦娥五号一样"绕、落、回"一步到位,最快2030年就可完成,若真是这样,那么我们在探索火星这件大事上,就真正领先了美国一步。
至于"载人登火"计划,这事对当前人类科技而言难度着实太大,除宇航员要在旅途中长期飞行外,返回时还得在火星上发射大型火箭。火星上可没有火箭发射基地,究竟要怎么个搞法,中美都还在探索研究之中,所以"载人登火"的真正实施时间,目前还不能确定。
"长征九号"超重型火箭示意图,全长百米,30层楼高巨无霸,预计2030年首飞,载人登火火箭估计得比它还大
天问一号成功登陆火星,毫无疑问是一个伟大的历史性成就,它标志着中国的深空探测综合技术已超过前苏联并逼近美国。
目前取得探测器成功降落火星且可以保持正常工作的国家,唯有中美两国,前苏联最成功的"火星3号"探测器虽然在火星表面成功着陆,但只正常工作了20秒就失去了联系,令人遗憾不已。
因此,天问一号的成功着陆,对现代人类文明来讲,实在是有着无与伦比的非凡意义!
中国的一小步,世界的一大步!
文/梦醒锦官城
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