本期《平行未來的N次元》特別版節(jié)目邀請新華社上海分社首席記者張建松與航天科技集團(tuán)八院509所深空總體室主任陸希開展“你好，火星”主題對話。

到達(dá)火星究竟有多難？

火星表面是怎樣的景象？

人類探索火星的終極目的是什么？

不妨聽聽陸希主任的分享。（以下為訪談實(shí)錄）

張建松：說到熱點(diǎn)科學(xué)問題，最近一段時間以來最熱的問題莫過于火星探索，7月23日我國成功發(fā)射了天問一號火星探測器，也從此拉開了我國行星探測的第一步。在整個火星探測任務(wù)中航天八院承擔(dān)了很重要的工作，陸希主任，您能給我們介紹一下八院承擔(dān)的具體工作是什么嗎？   

  陸希：張建松好，各位觀眾朋友大家好。很高興能參加這次節(jié)目，也很榮幸能夠代表團(tuán)隊和大家分享一下我們這次火星探測器特別是環(huán)繞器研制的相關(guān)經(jīng)驗和歷程。在天問一號探測器當(dāng)中航天八院承擔(dān)了環(huán)繞器整器研制的工作，環(huán)繞器是我們整個探測器兩個重要組成部分之一，另外一個是著陸巡視器。環(huán)繞器在整個飛行過程當(dāng)中有不同的角色，一方面從地球到火星我們叫地火轉(zhuǎn)移端過程當(dāng)中它充當(dāng)?shù)氖秋w行器，承載著我們的著陸巡視器一塊到達(dá)火星。到達(dá)火星之后我們還會進(jìn)一步轉(zhuǎn)變我們的角色，變成一個中繼通信器，為著陸到火星上的火星車進(jìn)行中繼通信。完成這項任務(wù)以后還會進(jìn)一步調(diào)整軌道進(jìn)入科學(xué)探測軌道，這又變成了一個探測器，開展對火星全球性的普查以及區(qū)域的詳查工作，這就是我們研制的環(huán)繞器的主要工作內(nèi)容。   

  張建松：您剛才談到了環(huán)繞器是一個飛行器，從7月23日到現(xiàn)在，這個環(huán)繞器攜帶的著陸巡視器在天上的狀況是什么樣的？他們現(xiàn)在奔赴火星過程當(dāng)中距離地球有多遠(yuǎn)呢？   

  陸希：因為我們從官方公布的數(shù)據(jù)來看，整個奔火路程從7月23日開始200余天左右到達(dá)火星那一刻為止，大致有4.7億公里的路程，我們可以換算一下，現(xiàn)在走過了數(shù)千萬公里的路程，就距離來說我們前一段時間公開的數(shù)據(jù)達(dá)到了數(shù)百萬公里的距離，探測器和地球現(xiàn)在已經(jīng)有數(shù)百萬公里的距離，也是中國航天器離地球最遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)了。當(dāng)然這個過程當(dāng)中我們肯定還是在不斷地變化，因為軌道是很復(fù)雜的，也許每一天能走一點(diǎn)距離，但是具體距離變化數(shù)值是不一樣的，我們要關(guān)注官方公布的數(shù)據(jù)。   

  張建松：有的科學(xué)家將這條路稱之為行星際公路，從地球到火星的距離4億公里是地球到月亮距離的1000倍，這個行星際公路肯定是特別危險的，像環(huán)繞器有什么高強(qiáng)的本領(lǐng)能夠承擔(dān)這樣的重任呢？   

  陸希：從航天器來說本身任何一個航天器都要適應(yīng)空間環(huán)境，我們傳統(tǒng)的衛(wèi)星或者載人航天器和其他一些月球航天器來說，基本上就是地月系統(tǒng)的環(huán)境或者更多是近地的空間環(huán)境，而火星探測器要經(jīng)歷的是從地球到月球之后再往遠(yuǎn)走走到火星，距離在不斷增加，空間環(huán)境也在不斷變化，特別是太陽輻照長度也在時刻發(fā)生變化，我們外部環(huán)境也許是從北極到南極或者從東到西穿越了很長的距離，外部氣候環(huán)境、空間條件也是一直在發(fā)生變化的。首先這個探測器必須要適應(yīng)這種大的變化和嚴(yán)苛的環(huán)境，環(huán)繞器本身又具備這個能力，可以抵御外來環(huán)境的影響。

  第二，必須具備能夠和地球進(jìn)行通信、信息交互，自己探測一些未知的情況，對空間環(huán)境進(jìn)行探測的能力，攜帶很多載荷來開展空間探測，這是它功能的一部分。最主要的是行星際公路上是非常危險的，有很多未知的情況，所以它必須要自己能夠有自己管理的能力，因為我們有時間環(huán)繞器和地球通信逐漸拉開距離以后會有通信延遲，有一些歷史緊急狀態(tài)就要靠它自己處理，我們稱之為自主管理的能力。

  第三，行星際高速公路，我們有一個目的地，到目的地以后必須要從對應(yīng)的正確的出口下去才可以達(dá)到目的地。如果錯過了或者提前了，就到達(dá)不了目的地，到火星更是這樣，我們形成火星環(huán)繞軌道的機(jī)會只有一次，所以我們必須要具備能夠火星自動捕獲的能力。通常來說就是高速公路上要找準(zhǔn)出口及時踩踏剎車才可以，剎車既不能太久也不能太短，必須要剛剛好，要不然就會錯過這個出口，下一次再來火星或者下次再到這個出口來就要花很長的繞行道路，還有可能到不了，最起碼要有環(huán)境的適應(yīng)性，有對地通信探測能力，還有自動捕獲技術(shù)，這才是我們能夠到達(dá)火星的前提。    

  張建松：您剛才談到對火星的自動捕獲，環(huán)繞器和地球有很多的通信延時，所謂的程序都是它自主的嗎？不是受地面指揮的嗎？怎么做到的？   

  陸希：它和地面有很多的溝通，但是溝通確實(shí)存在延時，我們自動捕獲的時候大致上探測器離地球有將近2億公里，我們延時大致在11—12分鐘，來回超過20分鐘。但是我們自動捕獲的機(jī)會也就在半個小時左右，我們自動捕獲窗口也就是那段時間內(nèi)，如果那個時間有什么問題臨時交互是來不及的，所以都是事先交代好，大致按照這個預(yù)案來做，剩下的在真正自動捕獲踩剎車的這一瞬間完全是由它自主完成的。        

  張建松：火星環(huán)繞器終于到達(dá)火星軌道的時候，接下來還會做一些什么樣的事情呢？還有一些什么任務(wù)需要它完成？   

  陸希：根據(jù)任務(wù)設(shè)定，國家航天局公布的信息來看，到了自動捕獲之后還會有很多的動作，一方面我們會調(diào)整軌道到一個合適的軌道釋放著陸巡視器，我們承載著陸巡視器畢竟是要著陸火星的，我們把它送到火星環(huán)繞軌道上還不算完，要把它送下去，一定要降軌到火星進(jìn)入軌道把我們攜帶的著陸巡視器放下去，馬上還要升軌回到原來的停泊軌道，之后還要進(jìn)行軌道調(diào)整以便于能夠給火星表面的火星車進(jìn)行中繼，中繼任務(wù)完成以后還要再調(diào)整軌道，我們就可以進(jìn)行科學(xué)探測了，后面的工作大概是這幾部分。   

    張建松：聽您這么一介紹覺得我們火星環(huán)繞器真是一個多面手，什么活都能干。目前我們國家第一輛火星車正在征名，陸主任您有沒有想象過，如果我們乘坐那輛火星車到達(dá)火星表面，我們眼睛看到的火星表面是什么樣的一種景象呢？   

  陸希：有想象過，也有一些科學(xué)家們研究可以給我們一些啟示，甚至一些電影上有一些反映，從科學(xué)研究角度來說我們知道火星表面有很多鐵的氧化物，它的表面顏色或許從我們真實(shí)感官來看是偏紅色的，也許我們看到的就是偏紅色的荒漠，現(xiàn)在在火星表面被證明沒有流動的水，暫時沒有生命活動的跡象，相對是比較荒涼的，而且火星表面平均溫度比較低，又荒涼又寒冷，沒有人煙，可能和我們國家西部有一些大漠的景象比較像，顏色上可能略有不同。當(dāng)然火星南北部地形地貌是不一樣的，北部相對平坦一些，南部有很多高地山丘。看我們降落在哪里，如果我們降落在平原上我們可能看到的是荒漠的景象，如果我們降落在山區(qū)可能看到的是崎嶇的山巒，如果我們降落在環(huán)形山周邊也許可以看到我們想去考察的隕石坑，可能是多種多樣的，想象一下西部荒漠的景象會比較接近于火星的景象，這是我的想象。    

  張建松：我現(xiàn)在特別感興趣的就是我們?nèi)藶槭裁磳鹦沁@么感興趣呢？我們科學(xué)家探索火星的目的最終是什么？   

  陸希：我談一點(diǎn)自己的認(rèn)識，火星作為人在地球上可以觀測到的若干個行星來說，火星的觀測歷史是非常長的，我們國家以前古代也有觀測到火星的記錄，以前我們叫做熒惑，有這么長時間的觀察史，大家對于天體未知的東西是很感興趣的，好奇是人的天性，我們追尋宇宙未知也是現(xiàn)在人一直在做的事情，無論那顆行星怎么樣，只要它是未知的，都能引起大家的興趣去追尋這個未知，這也是人類得以進(jìn)步的動力源泉。

第二，火星從現(xiàn)在勘測的跡象來看，無論是地面觀測還是天空中我們發(fā)射的望遠(yuǎn)鏡看到的，比如哈勃這些都曾經(jīng)仔細(xì)觀察過火星。還有人類幾十年來發(fā)射的幾十顆火星探測器對于火星探測數(shù)據(jù)拿到了以后做的研究，表明火星是太陽系當(dāng)中和地球最為接近的一顆行星，雖然它條件很惡劣，但已經(jīng)是和地球最為接近的了。人們可能一直在想，對于這種最為接近的天體，是否可以開辟成我們的第二家園，這是一個很自然而然的想法，大家都希望能夠有這么一天這么一個機(jī)會，我們有這樣的技術(shù)能夠把火星這個第二家園建立起來，也使得人類成為真正的跨行星的物種，真正“主宰”太陽系。

平行未來的N次元

科技改變生活，創(chuàng)新鑄就未來。由浦江創(chuàng)新論壇打造的系列訪談節(jié)目《平行未來的N次元》，旨在展現(xiàn)科技創(chuàng)新者、青年科學(xué)家、行業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)軍人的前沿研究與思想火花。