2021年2月25日

 

本週一，美國航空太空總署（NASA）公佈了“毅力”號火星探測器上星期著陸關鍵時刻的影音資料，驚豔世人。NASA火星探測器第5次成功著陸，進一步鞏固了美國在這一領域的傲人優勢。而此前早於毅力號抵達火星軌道的中國“天問一號”探測器，也計畫在幾個月後在火星軟著陸，能否成功引人關注。

 

“毅力”號傳送大量珍貴火星影音資料

美國“毅力”號火星探測器上星期抵達火星軌道，並於美東時間2月18日成功著陸。星期一（2月22日），NASA公佈了毅力號著陸的多角度視頻和照片，以及從火星上錄下的音訊資料。

毅力號火星探測器將勘探火星上的耶澤羅撞擊坑（隕石坑）。科學家認為，這一區域三角洲可能保留火星早期的生命痕跡。在整個勘探過程中，毅力號將收集土壤和岩石樣本，並將它們儲存在火星地表的某處地點。NASA希望透過未來的火星任務將樣本帶回地球，透過分析尋找火星上過去的生命證據，並探究未來載人火星任務可能面臨的與人類健康有關的問題。

毅力號還自帶“機智”號直升機，一旦找到合適的升空地點，就會在火星稀薄的大氣中進行30多個火星日的直升飛機實驗。NASA表示，機智號直升機目前正在毅力號火星車的“腹內”充電，運轉情況良好。

 

窗口期珍貴，三國爭先“探火”

2021年是火星探測忙碌的一年。除美國之外，中國和阿聯酋也各有火星探測器在今年2月抵達火星軌道。

中國去年7月23日以長征五號火箭發射的“天問一號”，今年2月10日進入環火星軌道，準備一次性完成環繞、著陸、火星表面巡視三項任務。相比毅力號火星著陸、採集樣本“直奔主題”式的任務計畫，天問一號選擇在火星軌道環繞三個月左右，計畫在2021年5月至6月擇機實施火星著陸。

去年7月20日從日本發射升空的阿聯酋火星探測器“希望”號，今年2月9日成功進入火星軌道，研究火星大氣層。計畫圍繞火星至少兩年，沒有著陸任務。

 

三個國家在一年內同時開展火星任務，既有短期的探測“視窗期”因素，也體現各國近年來在太空科研領域馬不停蹄的技術推進。

地球與火星繞日公轉的速度不同，兩個行星之間的距離最遠超過4億公里，最近的時候約5460萬公里, 火星探測任務的發射時間往往選擇在地球與火星相對位置最合適的時機，也就是探測器飛抵火星所需能量最少的時間點，這樣的“火星探測視窗”每26個月才出現一次。

北卡羅來納州立大學副教授、行星地質學家保羅·伯恩（Paul Byrne）對美國之音說：“視窗期只有幾個星期。這就是為什麼我們看到希望號、天問一號和毅力號都在去年夏天的三周內發射。”

 

“但是從長期來看，在過去的三四年的相對短暫的時間段，在火星（和軌道上）擁有航天器的國家數量翻了一番，這令人驚歎，這是我們在過去幾十年中沒有看到的太空探索水準，非常令人興奮。”他說。

 

火星探測美國最強，“天問”能否首戰告捷？

各國對火星執行了約50次任務，只有20次成功。迄今為止，蘇聯、美國和中國向火星發射了自己的探測器。但目前只有美國成功地在這顆紅色星球上多次運行了火星車（在毅力號之前已經有4輛）。

2016年，歐洲航天局的“斯基亞帕雷利”探測器在火星表面墜毀。俄羅斯與歐洲合作的“2022火星太空生物學”計畫（ExoMarS-2022）計畫明年把歐洲第一輛火星車“羅莎琳德·佛蘭克林”號送到火星。

更早之前，中國國家航天局2011年與歐洲和俄羅斯合作發射首顆火星探測器螢火一號，以初步環繞火星為主要目的，但因為俄方探測器的技術問題，於2012年1月發射後墜毀於太平洋。

 

北卡羅來納州立大學行星地質學家伯恩說，NASA在1997年從“旅居者”號開始的火星探測器，到後來的“勇氣”號、“機遇”號、“好奇”號和現在的毅力號，技術不斷完善。

伯恩說：“與火星探測相關的國家、機構或實體而言，美國國家航空太空總署（NASA）和美國無疑是技術上最有經驗的。毅力號其實與之前的好奇號相似，品質更重。把像毅力號這樣的探測車送到火星表面、並且兩次都成功，技術要求是驚人的，這種技術目前只有美國才有。”

NASA公佈的毅力號著陸視頻，展示了探測器“空中吊車”分離的過程。火星大氣的密度只有地球的1%，探測器進入火星大氣層，從每小時12000英里的高速降落到穩定著陸，全程只有7分鐘。這個被NASA稱為“恐怖7分鐘”（seven minutes of terror）的過程，全靠精准測量，其間沒有任何機會進行修正或調整。

 

中國天問一號也將經歷這個“恐怖7分鐘”。伯恩說：“我們預計在今年夏天的某個時候看到天問一號火星探測器在火星表面著陸。如果成功的話，中國將成為繼美國和蘇聯之後第三個在火星表面成功軟著陸的實體或國家。

 

軟實力和國際聲望

《華爾街日報》發表社論說，此類火星任務讓美國的太空優勢獨佔鰲頭，這是一種“激勵和把人才吸引到美國的一種軟實力”。文章說，中國的火星車將在幾個月後計畫登陸，美中之間的太空競賽將進入新階段。

北卡羅來納州立大學的伯恩說：“當然，這些任務肯定都關乎國家聲望，這絕對是政治家們至少意識到的。但從科學的角度來看，科學家之間幾乎沒有競爭，幾乎總是合作。”

傳統基金會防務問題高級研究員成斌（Dean Cheng）對Axios新聞網站表示，美中兩國火星探測中取得的國家聲望不在於太空優勢，而是在於實實在在的科研能力對比。

 

他說：“如果中國第一次登陸火星就成功，這對比其他人的第一次嘗試來說，將是一項不錯的成績。”

伯恩表示，美中兩國的火星車的任務目標都很類似——瞭解火星表面、火星內部和火星大氣的組成，原因是人類對地球以外的任何行星的這些方面都知之甚少。

“雖然它們（火星探測器的任務）非常相似，但因為這些探測器會去不同的地點，它們仍然會學到新的科學，不會重複多餘，仍將促進我們對火星的瞭解。”他說。

 

他還表示，由於這是中國航天器首次接近火星，天問一號還身負學習如何安全著陸、如何運行火星車的工程知識。

 

探索火星的終極意義在於認識地球和人類自己

伯恩認為，“殖民火星”的構想遙不可及，但研究火星能夠增進人類對行星普遍的生存條件的理解。

他說，科學家相信，火星幾十億年前表面曾經存在大量的流動液態水，影響了火星的地貌，也說明當時火星大氣比現在厚得多。

“因此，火星為我們提供了一個機會，讓我們瞭解一個經歷了嚴重氣候變化的星球。”他說：“一個星球怎麼能從液態水穩定的地方變成現在寒冷、乾燥、塵土飛揚的地方呢？所以火星是一個非常有用的、自然的實驗室來理解這個問題，這最終也是我們面臨的一個大問題，這關乎生命如何在行星上形成、如何保存生命、以及一個星球是如何失去可適宜生存的條件。”

 

NASA科學任務理事會副局長湯瑪斯·祖布肯（Thomas Zurbuchen）在星期一舉行的火星影音資料新聞發佈會上說：“對我們來說，探索的意義永遠比那些對現在有用的東西更為廣泛。”

他說：“我們希望在審視我們這一代人的貢獻時，能確保我們把已有的知識向前推進，在這一過程中影響我們對自身的理解，而這往往是透過研究來實現的。”