中國科學家首次曝光：人類去火星旅行為什麼這麼難？

中國科學家首次曝光：人類去火星旅行為什麼這麼難？，俄羅斯聯邦航天署副署長達維多夫在俄地面飛行控制中心對媒體表示，搭載有中國「螢火一號」的「福布斯—土壤」火星探測器飛往火星的可能性已不復存在。達維多夫說，向火星發射航天器的最佳窗口將於本月底關閉，理論上未來幾天內「福布斯—土壤」還有飛向火星的機會。然而，考慮到地面一直未能同探測器恢復聯繫，這種可能性已微乎其微。 　　「惡劣」火星 　　火星被稱為「航天器的墓地」

火星，這顆距地球最近的紅色行星，讓人類產生過無數幻想。 　　火星上到底有沒有生命，是人們最想知道的問題。1962年11月，蘇聯發射了「火星1號」探測器，這被看作是火星探測的開端。從那以後，50年來，圍繞這一問題，蘇聯、美國、日本、俄羅斯和歐洲總共向火星發射了約40顆探測器，把火星地表、岩石和土壤成分作為探測的主要目標，但其中超過60%以失敗告終。也正因如此，火星被稱為「航天器的墓地」。

神秘火星 　　表面很像地球，讓人類產生無數幻想 　　作為太陽系九大行星之一，火星上也有四季，每季長6個月。火星表面不像月亮上那樣密布著環形山，而更像地球上的岩石、火山和沙漠區域。由於它表面很像地球，過去人們一直認為，火星是太陽系中最可能有生命的一個星球。甚至有許多科學幻想小說里，已經出現了「火星人」。 　　從蘇聯、美國發往火星的探測器傳回的訊息看，火星是一個荒蕪、寂寞的曠野，布滿了沙丘、岩石，氣候像沙漠那樣乾燥，比南極洲還要寒冷得多。火星上的大氣基本上是二氧化碳。但是，科學家們還發現，火星上有的地方水蒸氣比較多，地球上的許多生物在這種條件下也可以生存。

距離遠 　　4億公里的地、火距離導致遙控遙測困難 　　雖然讓人類產生很多幻想，到火星「串門」卻很難。 　　首先是距離遠。迄今為止，我國的太空探測器所到達過的最遠位置，是日—地系統的「拉格朗日點」的2號位置。它到地球的距離大約相當於地月距離——38萬公里的四倍，也就是大約150萬公里。而火星距離地球的最近距離則達5500萬公里，最遠距離則超過了4億公里。如果「螢火一號」到達火星後，與地球的距離將為3.56億公里。 　　如果把在星際航行的探測器比作「風箏」，航天測控網就是那一根牽住「風箏」的線。通過這條看不見的「線」，地面控制系統可以對探測器的飛行軌跡、姿態、各個系統的工作狀態進行測量、監視與控制。

而信號的強度與距離是成反比的，超遠距離會帶來信號衰減和傳輸延時等困難。 　　由於地球與火星最遠相距4億公里，需要實施超遠距離的測控和通信，以確保指令的上傳和數據的下傳,這就要求地面測控站的天線孔徑很大，發射足夠大的上行功率和接收來自數億公里遠的火星探測器發回的下行微弱信號。此外，遙遠的地、火距離，還使得信號往返一次至少需要45分鐘，因此，必須要求探測器高度自主完成事先設置好的功能。 　　除此之外，火星探測器還面臨著如何實現多星定向問題。多星定向是姿態控制里的難題，往地球傳數據時要對地球定向;拍攝火星時儀器要對火星定向;太陽能帆板還要隨時對太陽定向，這對探測器的姿態控制來說都是極大的挑戰。

溫度低 　　零下200℃左右的環境溫度挑戰探測器性能 　　對火星探測器而言，這個星球的嚴寒是一大挑戰。火星上的黑夜被稱為「長火影」，環境溫度達到-200℃左右，最長持續時間達8.8小時。一旦探測器順利抵達火星軌道，它將面臨7個長達8.8個小時的「長火影」。在此期間探測器將得不到太陽能量，環境溫度低於零下200℃，過低的溫度很可能將探測器「凍死」。只能讓部分部件進入休眠狀態，待離開「長火影」後，這些部件再被輸電「喚醒」。美國「鳳凰」號探測器就在火星的嚴冬中被「凍死」。針對「螢火一號」，上海科研人員曾在地面上做了大量試驗，讓「螢火一號」的太陽能帆板在-190℃時仍能順利打開，在極端環境下也能進行「休眠—喚醒」作業。

此外，還需要解決探測器深冷溫度環境下的控制問題以及部件的「超低剩磁」控制問題等，這些都是以前地球衛星、月球衛星沒有遇到過的難題。 　　美國宇航局蘭利研究中心的沃爾特—恩格倫德說：「我們每次發射探測器飛至火星總會獲得一些經驗，使未來的航天器更先進。我們現已掌握到火星大氣層存在較大的變化，比地球大氣層更富有動態變化。」 　　氣壓低 　　不到地球表面1%的低氣壓易形成全球性風暴

與地球相比，除了低氣溫，火星另一個突出的特點就是低氣壓——氣壓不到地球表面的1%。 　　紫金山天文台研究員王思潮在接受媒體採訪時表示：「火星氣壓低，當太陽甫照地表時，大氣便能快速增加動能，風速大，加上低重力，易形成強烈的風，捲起的狂沙形成塵暴，從太空可看到一片褐色塵雲旋轉、移動。甚至可能發展成全球性塵暴，將整個星球籠罩在塵霧之下。」 　　此外，因為火星地磁環境、地表性質、火星氣候等都比較複雜，火星探測器隨時有可能遭遇意外麻煩——空間碎片、太陽風暴的襲擊等，一路充滿了艱難險阻。

近兩年，中國科學家通過研究發現，中國青藏高原及其鄰近地區，如柴達木盆地、普若崗日冰原西側、庫姆塔格沙漠的風沙地貌與火星相似。在柴達木盆地的沙漠中有理想的類似火星線形沙丘、新月形沙丘和類似的空間組合關係，。我國已於近日開始實施地球與火星風沙地貌的對比研究。

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