火星探索：人類為何要征服這顆紅色星球？

在太陽(yáng)系中，火星、水星與金星都是地球的近鄰?；鹦擒壍谰嚯x地球軌道比水星軌道距離地球軌道大約遠(yuǎn)1700萬(wàn)千米以上，火星軌道距離地球軌道比金星軌道距離地球軌道大約遠(yuǎn) 1000 萬(wàn)千米以上。我們?yōu)槭裁床簧疃忍剿鹘鹦腔蛩牵炊峤筮h(yuǎn)探索火星呢？

走近地球的近鄰

我們對(duì)金星和水星的探索相對(duì)較少，主要是因?yàn)樗鼈兇嬖诤芏嗖贿m宜探索的因素。金星環(huán)境極其惡劣，大氣層主要由二氧化碳組成。同時(shí)，金星表面溫度在465-485攝氏度之間，還有腐蝕性的硫酸云，這使得探測(cè)器面臨高溫和腐蝕挑戰(zhàn)。此外，地球上的17級(jí)大風(fēng)也不過(guò)是每小時(shí)56公里，但金星的大氣層頂部風(fēng)速能達(dá)到每小時(shí)350公里，這為探測(cè)器著陸也帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。而水星的環(huán)境更為惡劣，它甚至沒(méi)有大氣存在，因此晝夜溫差異更大。基于如此惡劣的星球條件和高成本投入，我們對(duì)金星和水星的探索頻率相對(duì)較低。

反觀火星，雖然它并不是距離地球最近的行星，但卻是已知行星中與地球最為相像的。火星與地球同為類地行星，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似，有核、幔、殼分層。

火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

火星的自轉(zhuǎn)周期也與地球接近，還都因?yàn)榈剌S傾斜存在四季變化。地球有月球這個(gè)衛(wèi)星，火星也擁有火衛(wèi)一和火衛(wèi)二這兩顆衛(wèi)星。地貌方面，它們都擁有山脈、平原和峽谷等，例如，地球有最高山峰珠穆朗瑪峰，火星也有奧林匹斯山作為最高山脈。這些相似性讓火星成為人類探索地外生命和宇宙奧秘的重要目標(biāo)之一。

火星探索：挑戰(zhàn)與創(chuàng)新

從 20 世紀(jì) 60 年代開始，人類就開啟了火星探索之旅。迄今為止，全世界已經(jīng)進(jìn)行了四十多次火星探測(cè)任務(wù)，先后實(shí)現(xiàn)了對(duì)火星的飛掠、環(huán)繞、著陸以及巡視探測(cè)。2021 年，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功在火星著陸，中國(guó)由此成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)地外行星著陸的國(guó)家。然而，火星取樣并返回地球，依舊是人類亟待攻克的難題。

“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功發(fā)射

“天問(wèn)一號(hào)”首次火星探測(cè)任務(wù)雖然一步實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測(cè)目標(biāo)，但由于火星與地球的距離遠(yuǎn)得多，環(huán)境也更加復(fù)雜?；鹦潜砻娌蓸?、起飛上升、環(huán)繞火星交匯、行星保護(hù)這些關(guān)鍵技術(shù)也需要進(jìn)行逐步突破。同時(shí)，如何在火星表面找到生命痕跡明顯的候選點(diǎn)也十分具有挑戰(zhàn)。在到達(dá)火星后，探測(cè)器如何進(jìn)行取樣才能既避免對(duì)火星造成污染，又確保樣品保持原始性也是一項(xiàng)未知的挑戰(zhàn)。

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，天問(wèn)三號(hào)作為我國(guó)第二次火星探測(cè)任務(wù)，其科研團(tuán)隊(duì)也采取了一系列解決措施：一方面，科研人員努力突破關(guān)鍵技術(shù)，為未來(lái)火星持續(xù)探測(cè)和應(yīng)用打下前期技術(shù)儲(chǔ)備。為此設(shè)計(jì)了多點(diǎn)表面取樣、定點(diǎn)深度鉆取取樣和飛行器采樣這三種方式，力求采集不同的樣品。另一方面，他們研究高溫、輻射等條件會(huì)對(duì)樣品潛在的生物痕跡產(chǎn)生什么影響?？蒲腥藛T在執(zhí)行天問(wèn)三號(hào)任務(wù)的同時(shí)切實(shí)履行國(guó)際公約，加強(qiáng)對(duì)污染的預(yù)防監(jiān)測(cè)。中國(guó)將積極開展國(guó)際合作，與全世界科學(xué)家聯(lián)合開展火星樣品和數(shù)據(jù)合作共享研究，聯(lián)合各國(guó)或科研機(jī)構(gòu)開展火星科研站相關(guān)研究，共同為探索火星貢獻(xiàn)力量。

探索火星地質(zhì)特征與生命起源的可能

火星就像是地球在太陽(yáng)系中的“兄弟姐妹”，通過(guò)研究火星與地球的異同，可能會(huì)挖掘到地外生命的信息，通過(guò)探究火星本底磁場(chǎng)演變，還能為地球磁場(chǎng)長(zhǎng)期演化研究提供借鑒意義。

火星地貌

火星表面保留著豐富的地質(zhì)特征，如火山、峽谷、隕石坑等。這些地質(zhì)結(jié)構(gòu)記錄了火星的地質(zhì)演化過(guò)程，通過(guò)對(duì)它們的研究可以了解火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地殼運(yùn)動(dòng)、火山活動(dòng)等情況，為行星地質(zhì)學(xué)的發(fā)展提供重要的參考依據(jù)。比如，火星上的奧林匹斯山是太陽(yáng)系最高的山峰，對(duì)其形成原因和演化過(guò)程的研究，有助于我們深入理解行星上大型火山的形成機(jī)制。如果在火星上發(fā)現(xiàn)生命，即使是最原始的微生物，也將對(duì)生命起源的理論產(chǎn)生重大影響。這將表明生命在宇宙中的起源可能比我們之前認(rèn)為的更加普遍，為生命起源的研究提供新的方向和思路。

對(duì)火星的持續(xù)探索將為人類帶來(lái)更多關(guān)于宇宙和生命起源的奧秘?；鹦翘剿鞑粌H是科學(xué)的追求，更是人類拓展生存空間、深入宇宙探索的重要一步。讓我們懷揣著對(duì)未知的好奇和探索的勇氣，繼續(xù)踏上征服火星的征程，為人類的未來(lái)開啟新的篇章。

部分信息來(lái)源于新華網(wǎng)、科技日?qǐng)?bào)，上觀新聞

（科學(xué)性審核：劉勇，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員）