中青报·中青网记者 王梦影
工程师在火星作业概念图。美国宇航局网站供图
从火星上瞭望地球的情形。美国宇航局网站供图
“窗口”将在簇新的一年里翻开。
这是国际运转不经意的赠与。本年与之前的46亿年相同,行星继续在各自的椭圆轨迹上盘绕太阳跋涉。10月,火星和地球将刚好与太阳来到一条直线上,构成“火星冲日”。彼时,两个永久的赶路者将抵达最近间隔。错失这次照面,要再等780天。
为了把握住更短、更省燃料的旅途,美国宇航局和欧洲航天局的火星勘探器将于7月从美国卡纳维拉尔角的航空基地动身。曩昔大半个世纪的18个“火星冲日”年里,全国际有48次公开了称号的、以火星为目的地的航天使命,成功的不到一半。
本年,飞出窗口去往火星的部队中将呈现五星红旗的标识。咱们将见证我国第一次真实含义上的行星探究使命。
远征漫漫
我国自主研制的勘探器将搭乘“长征五号”运载火箭,从海南文昌发射基地动身。它将高速冲出大气层,进入绕地球轨迹。接着又屡次加快,奔向火星。
旅途绵长,要历时7个月。近15年来间隔地球最近时,火星与咱们的间隔为5500万公里。这段路满足一般民航客机飞上7年,神话里的孙悟空一个跟头能翻5.4万公里(十万八千里),到火星得翻上1019个。
勘探器抵达火星后,将狠狠踩下刹车,进入盘绕火星的轨迹。之后,勘探器将分解为轨迹器、着陆器和火星车,联手履行探究使命。据行星科学专家、我国科学院国家天文台研讨员郑永春介绍,轨迹器将盘绕火星进行遥感勘探,拍照相片、搜集数据;着陆器在隔热罩的防护下,进入火星大气层,之后用降落伞等多种技能手段进行减速,终究降落在火星外表;在着陆器抵达火星外表后,火星车则会驶出,巡视这片生疏的土地。
由于悠远,火星外表的航天器无法直接和地球联络,需求经过盘绕火星的轨迹器中转。而地球发向轨迹器的信息,也要跨过20分钟的时差。沟通中的每个问题和答案间有一段彻底的空白。
郑永春打了个比方:这些航天及其燃料都需求从地球上带曩昔,装载的东西太重,旅程太远,小卡车就帮不上忙了,需求大卡车。“长征五号”便是一架直上云霄的大卡车,常被昵称为“胖五”,起飞推量超越1000吨,全长约57米,直径5米的“腰围”比长征系列的其他火箭都要雄壮。120吨的氢氧火油发动机供给了我国火箭能抵达的最大推力,悉数核心技能都是我国自主研制。
2016年,长征五号遥一运载火箭首飞,发作毛病,推迟了两个小时才动身;2017年,长征五号遥二火箭发射失利,星箭坠入太平洋。一位工程师还记得火箭熄火的那一瞬自己浑身发麻,“心像被撞了一下”。
在赶到2020年的窗口前,“胖五”阅历数次回到原点、寻觅问题、处理后再动身。一位女工程师在这期间错失了孩子的3岁生日,她买了一本《你的孩子3岁了》。孩子的4岁生日曩昔,那本书她才来得及看了两三页。
上一年年末,长征五号遥三运载火箭亮堂的火焰尾巴一路割开墨蓝色的夜,精准入轨,星箭别离。它预备好了。
“咱们从前认为航天不会失利。”一家我国科幻工业公司的创始人姬少亭说。2013年,月球车“玉兔”搭载嫦娥三号运载火箭抵达月球外表,姬少亭还在新华社供职。她和几位年青搭档为这台机器注册了微博账号。账号传达的概念之一是,“国际是漆黑而危险的,航天使命是艰苦而有危险的”。
玉兔和后来的玉兔二号俨然火星车的长辈,但月球勘探和火星勘探的环境天壤之别。据郑永春介绍,月球土壤颗粒尖利,月尘带有静电,火星不存在这一问题。火星上的大气则比空气稀薄的月球外表费事许多。它可能带来尘暴,掩盖电池板。气压和风向无法猜测的气流给着陆器下降添加着不可控的变量。
火星工程勘探器体系副总设计师贾阳曾对媒体标明,我国的火星车将有一对“更大、更美丽”的翅膀,尽力对着太阳的方向。它还将“具有较强的自主才能,自主完成环境感知、途径规划、科学勘探、毛病诊断等功能”。
“技能层面上,月球使命与火星使命的一起点很少。”郑永春说,“但我国探月方案和火星方案的承继性是很显着的。”
承继下来的,是人。
不少我国航天探月工程的成员进入火星探究的班底。年青人曾驻扎在戈壁滩上,使用相似月球外表的环境打开实验。他们迟早跑步,越跑越远,直到驻地邻近呈现了狼。他们拍照月亮、爬过仪器的小蜥蜴、食堂拉面的大师傅。驻地的大石头上刻着“望舒”,取自屈原的诗句,意为月亮上驾车的女神。
在郑永春看来,一次航天使命的背面是成百上千的航天人和他们组成的大国航天体系。它巨大而精密,各个分支相互影响,需求一起合力完成技能指标,需求在确认的时刻节点交给产品,不同分支还有必要进行联合调试,保证体系运转顺利。一步犯错则数步延误,一点成功又带动多点。它也在一次又一次的远航中老练起来,学会发动愈加了不得的游览,学会处理失利。
那是一段更长的路。我国火星工程立项于2016年,探月工程则敞开于2003年。“两弹一星”功臣钱学森说:“体系工程与总体设计部思维才是我终身寻求的。它的含义,可能要远远超出我对我国航天的奉献。”那是30年前,我国载人航天“921”工程打开的前一年。
岁月悠悠
美国宇航局每个财年的预算需求取得国会批阅,2020年总计210.2亿美元,比前一年减少了4.8亿美元。我国航天工程的继续开展战略常常为郑永春的外国同行所评论。在好莱坞电影《火星救援》里,“五星红旗”以破局者的形象呈现。当救援堕入僵局时,我国大推力运载火箭“太阳神号”呈现了。电影的原著作者是美国宇航局的一名工程师,这本科幻小说则以靠近实际而著称。
我国的第一次,也将会是国际火星勘探历史上的第一次:一次使命完成轨迹器的“绕”、外表着陆器的“落”、火星车的“巡”三个方针。
这一大步,跨过了人类火星探究的60年。上世纪60年代,美苏争霸敞开了探究星空的比赛。第一颗进入行星轨迹的“卫星斯普尼克1号”升空仅3年后,火星征途就开端了。尔后10年里,苏联和美国12次测验腾跃火星,仅4次成功,拍照了图画传回地球。大多数时分,勘探器抵达地球停靠轨迹就被困住了。
上世纪七八十年代则在火箭相继升空的焚烧声中度过。在电视机和收音机旁,民众听着倒计时,挥舞着小旗号,一边叹息,另一边便喝彩。东西国际争相凿出星空之路。从“火星2号”到“火星7号”,从“水手7号”到“海盗2号”,形态万千的勘探器们冲入火星轨迹,有的焚烧在下降路上,有的撞碎在火星外表,有的则忽然信号全失。
贯穿于这个年代的还有“银河系食尸鬼”的传说,一个巨大贪婪的生物,横亘在去往火星的道路上,把勘探器们都吃掉了。
上世纪90年代始于两个句号。1991年,苏联崩溃,俄罗斯承继了火星航天项目,财政危机让这个项目阻滞了5年。1993年,美国宇航局的“观察者号”失联,8.13亿美元湮灭于深空,差不多是原预算的4倍。美国宇航局提出了新的火星探究指导方针:更快,更好,更廉价。
火星车进场于2000年后。勇气号、机会号和猎奇号先后踏上火星外表的旅途。它们路过峡谷,岩壁投下的暗影能够长达数百米;它们路过平原,一连数个火星日都面临一望无际的地平线;它们也在波动的丘陵困难跋涉过放射状的岩石裂缝和流沙。它们穿过尘暴,沙土被抛向离地几百米高的大气中,视界所及皆是黄色;它们也阅历过晴朗冰冷的气候,地球远悬头顶,像一枚蓝色弹珠。
火星不再是天空中的赤色战利品,而是一个需求克勤克俭去挨近的科学方针。一位美国宇航局“2020火星方案”的工程师谈及此次与欧洲宇航局的协作,安然标明:火星意味着花钱,一次使命消耗数亿美元,寻觅盟友是必定之选。
国家也不再是星海中的仅有力气。商业航天公司开展起来,在这个寻求实惠的航天年代,以下降国际飞行本钱为寻求。其间,美国的SpaceX公司占有全球发射商场总量的五分之一,蓝色来源则在火箭引擎研制上一骑绝尘,他们各自赢得数十亿美元的火箭发射合同。
一本描绘商业航天的畅销书写道:竞赛是推进火箭开展的最佳燃料。在这个全新的赛道,竞赛的剧烈不亚于从前铁幕两头的状况。SpaceX和蓝色来源均发布了移民火星的方案,那是他们势在必得的下一站。
星海苍茫
2019年11月,在坐落河北省怀来县的地外天体着陆归纳实验场,我国初次火星勘探使命着陆器悬停避障实验圆满完成。在模仿的火星约为地球三分之一的重力环境里,着陆器悬停、避障、缓速下降。
现在,尚不能获悉它将降落于火星何处。据郑永春介绍,着陆的地址与勘探器发射时地球与火星的相对方位有关,还需求统筹科学性与安全性:要较为平整,不出意外;也要有满足丰厚的研讨目标。
这颗赤色行星外表有太多备选着陆区域。它的南北极覆有冰盖,赤道处布满着细密的河网遗址,记录着从前存在的水文运动。它的山峰比珠穆朗玛峰还要高两倍,峡谷比科罗拉多大峡谷还要深,洪水的切开规模,比地球上任何当地都大得多。
人类曾一度寄望在火星上发现生命。连缀的陨石坑呈现在19世纪天文学家的望远镜里,一度被认为是某类文明的运河体系。1976年“海盗一号”拍照的一张相片上,丘陵的光影酷似一张脸。
在姬少亭看来,火星成为星际探究的当红目的地,也是人类梦想的盛行载体。由于人类的孤单和猎奇心。
以它为主角的故事映衬出当年最火急的希望。一战、二战的夹缝里,火星担任带来长着触角或喷出烈火的外星侵略者。一部描绘火星侵略的广播剧曾让大半个美国堕入惊惧。太空年代到来后,火星成为完成野心的殖民地,描绘人类在火星树立社会、开展经济政治的《火星编年史》和《火星》三部曲成为经典。
姬少亭发现,近10年来,美国和欧洲的干流科幻文学现已很少评论火星上的故事了,作者们更重视“人与人的联系”,比方社会公平正义和个别权力的完成。“这可能源于短少改变的外部环境,探究的目光天然向内投射”。
与此同时,我国科幻迎来了著作和影视化的迸发。姬少亭觉得,沉浸在不断向外进发的热心里,“咱们信任自己一定能做成”。我国科学家对火星有着种种实际层面的研讨希望,在地球上与“荒漠化”作战的我国科学院水生生物研讨所研讨员刘永定,曾提出想用藻类改造火星,为人类移民“开路”。我国初次火星勘探使命工程总设计师张荣桥曾标明,深化对火星演化的知道,可认为维护地球、扩展人类生计边境进行探究。我国科学院院士、我国探月工程首任首席科学家欧阳自远则爽性标明,火星彻底能被改造为生机盎然的“小地球”,使“地球-火星”成为人类社会继续开展的“姐妹一起体”。
郑永春屡次抵达广西、陕西、安徽、青海的群山深处,为那里的小学生做科普。他去过的校园,硬件和城里的校园相差不多,有新建成的教学楼和电教设备。但一些当地的孩子们告知他,从未上过科学课,由于没有教师会教。他们简直从未听说过2020年会在火星上行进的我国小车。
郑永春给他们讲国际。比起城里的同龄人,山里的孩子们很羞涩,不会活跃发问,但也极专心,不会一再检查手机。他们猎奇的体现过分显着——整个人从眼睛开端发亮。在这群孩子中心,郑永春的姓名正是“火星叔叔”。