据中国之声《新闻纵横》报道，1996年，美国著名天文学家卡尔·萨根写下了一份报告，列举了探测火星的几条重要理由。人类必须探索火星，既有它距离地球比较近这种直观原因，更因为火星曾经跟地球气候相似，地球人类有巨大的动力去寻找曾经有过的生命化石。如果找到，就意味着只要条件许可，生命就能在宇宙中迸发。而更长远地看来，火星将是一个可供未来人类移居的星球。
又是20年过去，卡尔萨根当年那些看起来还有点科幻的设想，正在逐步变成现实。理论上，人类志愿者用520天的时间在地面上模拟了从飞船发射、飞向火星、登陆火星到返回地球全过程；而实践上，如今又有一支航天技术的前沿力量加入到了人类探索火星的队伍中来。
昨天，国家航天局召开发布会，首次公布了中国火星探测器的外观构型，并宣布2020年中国首次火星探测任务将一次实现“绕、着、巡”的目标，这将是其他国家第一次实施火星探测从未有过的经历。当我们加快探索火星的脚步，这其中又会隐藏着怎样的冒险与秘密？
在昨天的发布会上，记者看到了三张火星探测器的照片，外形上，这个未来的“超级探险家”分为两部分，下面是具有太阳翼的方形结构，有点像一颗卫星，顶部则是一个包裹着火星车的舱型结构。相比我们熟悉的“玉兔号”月球车，“火星车”块头又大了一倍，足足200多公斤，甚至还多了两个像翅膀一样的太阳翼。但是，它却没有了机械臂。对此，火星探测工程火星探测器系统总设计师孙泽洲解释说，月球车上带机械臂，其实为了科学探测的需要，但现在火星探测器带的科学载荷，也就是探测仪器对火星表面的成分探测采用非金属方式，包括激光诱导等等，也就不再需要这种机械臂。
孙泽洲介绍说：“它带了13台套科学载荷，比如有火星全球摇杆用的相机，这是分不同分辨率的相机。还有浅层雷达，进行火星浅层结构的探测。在火星表面用机械臂的话，工作效率会很低，当然美国的车带机械臂等是有。因为在月球上，我们的操控相对比较方便。在火星上，岩石的操控方式跟月球上的操控是完全不同的。如果机械臂投放等探测的话，可能效率也不是很高。”
为什么要探测火星？答案很简单，它是太阳系中离地球较近的行星，而且自然环境与地球最为相似，火星的自转速度与地球几乎相等，自转一周为24.6小时，所以是人类开展行星探测的首选目标。从1960年至今，人类共实施了43次火星探测任务，成功或部分成功22次，另有一次正在飞往火星。中国首次火星探测任务工程副总指挥、探月与航天工程中心主任刘继忠说，中国火星探测任务虽然起步晚，但瞄准的起点高，2020年将一次实现“环绕、着陆、巡视”的目标。不仅要实现环绕火星全球遥感探测，还要突破火星进入、下降、着陆、巡视、远距离测控通信等关键技术，这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的，面临的挑战也是前所未有的。
“探火”我们一共是两步走，探月时的“绕和落”的任务变成了探火的一步“绕、着、巡”，第二步就是2030年前后完成采样返回。那么，合成了一步的“绕、着、巡”是否就是探月任务前两步的简单相加呢？火星项目办顾问、中科院院士叶培建说，绝不是把两层任务简单的结合在一起。要兼顾到对火星大概一年时间的全球观测，同时在环绕期，还要对对火星车做终极通信，很容易顾上这头，就顾不上那头。怎么很好的利用这些轨道资源、时间资源、测控资源呢？这也是个技巧。所以它的创新不是简单地把两个任务一次完成，而是包括很多技术问题，要有很多巧妙的设计在里面。
有了这些巧妙的设计，我们的“火星探测器”在探险过程中，就多了一些遇到困难的制胜法宝。据介绍，2020年，我们的第一个火星探测器着陆点区域初步确定在火星北纬低纬度地区，即北半球赤道附近。
实际探测中，最难的地方首先是探测器进入火星大气后，气动外形和降落伞减速的过程，因为只有一次机会，必须确保成功。孙泽洲说，由于地球与火星距离遥远，整个过程无法由地面实时控制，所以必须依靠探测器自主完成。但又因为没有那么多的推进剂来抵消那么高的速度，所以登陆火星时，减速要依靠火星大气的作用。最关键的就是气动、减速和开伞这些环节，也是风险最大的环节。
虽然这些环节，在地面很难进行一比一的真实验证，但是可以通过缩比验证来提高着陆成功的几率。
说完了降落，再来看温度。虽然火星上最低温度是零下120摄氏度左右，比月球的零下180摄氏度高一些，但是，这毕竟是零下100摄氏度，对设备来讲，都是无法正常承受的，都要采取相应的热控手段。另一方面，火星大气气压很低，只有地球表面大气压力的1%，具有很高的不确定性，火星大气对太阳光照有削减作用，同时，火星距离地球最远4亿公里，距离太阳更远，同样面积下，火星接收太阳光的能量只有月球表面的40%。别担心，这一回，科学家给火星车配备的那四个太阳翼就能发挥功能了，比玉兔号一下子多了两个翅膀，温暖自然也会加倍，还会给火星车更多的能源。此外，火星车上还用了新型的保温材料“纳米气凝胶”。
孙泽洲介绍说称，地球轨道卫星或真空中运行的航天器，它的热控材料一般都是多层隔热材料。大家能看到，一般卫星外面金灿灿、银灿灿的，就是这类东西。但是到火星表面就不行了，因为火星表面大气稀薄，只有地球的1%。那1%可能带来一些好处，但也带来更多困难。所以这种材料作为火星车在夜晚保温的材质就不再适合，就要采用新型热控材料，也就是纳米气凝胶等新材料作为隔热材料。
火星探测中，还有一个更可怕的，那就是火星在夏季常形成类似地球沙尘天气的尘暴。这时候怎么办？靠自主休眠和自主唤醒。
据了解，火星车的寿命是三个火星月，相当于地球92天，而和火星车一同执行任务的环绕探测器大概可以工作一个火星年，相当于地球时间两年。中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥说，目前我们已经解决了工程的关键技术，协调了五大系统之间的技术接口，正在开展单机产品的研制和生产，后续还要开展分系统、系统的建造、测试和实验，工程正按计划稳步推进。
张荣桥指出，预计2020年7、8月间，在海南文昌发射中心使用长征五号运载火箭将探测器直接发射到地火转移轨道，经过大约7个月左右的飞行，到达火星，进入火星环绕的运行轨道，对预选着陆区进行详查评估，之后择机释放着陆器和巡视器。
原标题：中国火星探测器2020年首次探火 一次实现“绕 着 巡”目标
