中國首顆火星探測器“螢火一號”同俄羅斯“福布斯－土壤”探測器于北京時間9日4時16分在位于哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場搭乘俄運載火箭發(fā)射升空。

圖為螢火一號和火星的模擬圖

　　我國首個火星探測器“螢火一號”順利升空

　　將“螢火一號”和“福布斯－土壤”送入太空的是俄羅斯“天頂－2SB”運載火箭。升空后，“福布斯－土壤”探測器上的主發(fā)動機將開始工作，并通過3次點火將兩個探測器送入環(huán)火星軌道，全部飛行過程將歷時300天左右。

　　由中國自主研發(fā)的“螢火一號”探測器長、寬各約75厘米，高60厘米。兩側(cè)太陽帆板展開近8米，質(zhì)量約115公斤，設(shè)計壽命2年。探測器上攜帶等離子體探測包、光學(xué)成像儀、磁通門磁強儀、掩星探測接收機等4類有效載荷。它將對火星進行為期一年的在軌探測，其任務(wù)包括探測火星及其空間環(huán)境、揭示類行星空間演化特征等。

　　航天專家認為，盡管其他國家已向火星發(fā)射過約20個探測器，然而尋找水和生命痕跡及探究火星表面物理化學(xué)特性是這些航天器的探測重點。與之不同的是，“螢火一號”將重點探測火星高層大氣和電離層等空間環(huán)境。這不但對揭示火星演化史十分重要，而且還為中國下一步進行深空探測打下基礎(chǔ)。

　　據(jù)俄航天署公布的消息，總質(zhì)量達13.5噸的俄“福布斯－土壤”探測器將環(huán)繞火星軌道飛行數(shù)月，并進行一系列探測。隨后，其著陸艙將在火衛(wèi)一上選擇適合地點并著陸。著陸艙上的兩個機械臂將在火衛(wèi)一表面收集質(zhì)量約200克的土壤并將其放置于返回艙內(nèi)。隨后，“福布斯－土壤”的返回艙將帶著這些樣品離開火衛(wèi)一，并用10至11個月的時間重返地球。而探測器上的其他星載儀器將繼續(xù)對火星的氣候和軌道空間進行長期探測。

　　據(jù)悉，如果“螢火一號”和“福布斯－土壤”兩顆探測器能夠順利進入預(yù)定軌道，人類將首次實現(xiàn)利用處于不同位置的兩個航天器來同時對火星電離層和磁場進行研究。俄羅斯聯(lián)邦航天署副署長達維多夫此前在接受新華社記者采訪時說，聯(lián)合探測火星對俄中雙方而言意義重大，希望這一項目能夠最終圓滿成功。

　　揭秘中國火星探測器螢火一號將飛行3.5億公里

　　8月25日，嫦娥二號衛(wèi)星準(zhǔn)確進入太陽與地球引力平衡點——距離地球約150萬公里的拉格朗日L2點的環(huán)繞軌道，成為太陽系中飛得最遠的中國來客，但這樣的距離相對于螢火一號的旅程來說也只能算是“小巫見大巫”，后者將飛行約3.5億公里，在此過程中邁出中國深空探測的重要一步。

　　中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任、螢火一號工程應(yīng)用首席科學(xué)家吳季透露，自1960年以來，人類已經(jīng)向火星發(fā)射了40多個探測器，其中15次成功進入了火星軌道，8次成功著陸，并釋放了3輛火星巡視車。但是，這些探測計劃的科學(xué)目標(biāo)幾乎都是追蹤水的痕跡、發(fā)現(xiàn)生命信號，其軌道也大都是極軌圓軌道。只有俄羅斯的“福波斯2號”曾經(jīng)對火星的空間環(huán)境開展過探測，但只工作了三個月就與地面失去聯(lián)系。因此人類對火星的高層大氣、電離層、磁層環(huán)境和太陽風(fēng)的相互作用等都了解甚少，螢火一號正好填補了此項空白，在國際上具有重要地位。

　　火星，當(dāng)前國際深空探索中的最熱目的地，即將迎來一位不到120公斤的小個子“游客”。別看它貌不驚人，卻將為今年已屢創(chuàng)輝煌的中國航天史再添上絢麗的一筆。如果說天宮一號發(fā)射成功讓中國人在近地空間駐留更長時間成為可能的話，那么，它則會把我們的視野帶到更遙遠的深空。

　　螢火一號，我國首枚火星探測器，已于日前成功運達哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾發(fā)射場，預(yù)計將于11月9日凌晨搭乘俄羅斯的“天頂”號運載火箭與“福布斯—土壤”探測器一起發(fā)射升空。

　　先遣部隊，開啟火星探測之門

　　自中國國家航天局2000年宣布空間科學(xué)成為我國民用航天的重要組成部分以來，中國空間探測的步伐就從未停止，地球空間雙星探測計劃、月球探測工程先后上馬并取得階段性進展。8月25日，嫦娥二號衛(wèi)星準(zhǔn)確進入太陽與地球引力平衡點——距離地球約150萬公里的拉格朗日L2點的環(huán)繞軌道，成為太陽系中飛得最遠的中國來客，但這樣的距離相對于螢火一號的旅程來說也只能算是“小巫見大巫”，后者將飛行約3.5億公里，在此過程中邁出中國深空探測的重要一步。

　　在我國深空探測的整體設(shè)想中，火星無疑是最為重要的探測對象。中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任、螢火一號工程應(yīng)用首席科學(xué)家吳季在接受本報專訪時表示：“中國科學(xué)家很早以前就有探測火星的愿望，并利用國外探測數(shù)據(jù)做了一些工作。由于第一次探測必須先用軌道器而不是著陸器進行圍繞探測，因此，螢火一號可以被比喻為我國火星探測的先遣部隊?！?/p>

　　火星探測難道只是為了滿足人們的好奇心嗎？還是蘊含更為現(xiàn)實的動因呢？吳季介紹，研究火星就相當(dāng)于研究地球的歷史和未來。地球雖然在太陽系中極為特殊，成為人類目前唯一的家園，但這種情況絕非一成不變。歷史上，地球就曾出現(xiàn)過像現(xiàn)在的火星一樣、異常寒冷的時期。作為地球的近鄰，火星的地質(zhì)環(huán)境和很多基本參數(shù)都和地球接近，面對目前全球變暖的趨勢，我們同樣有理由發(fā)問：未來地球會不會變得太熱，以致于海水都蒸發(fā)掉，成為第二顆火星？這些問題只有通過比較其他行星的歷史和現(xiàn)狀才能得到答案。

　　國際合作，探索火星空間環(huán)境

　　螢火一號這回是搭了俄羅斯的火衛(wèi)一探測器“福布斯—土壤”的“順風(fēng)車”，據(jù)吳季介紹，俄羅斯科學(xué)院再次實施火星探測計劃后，火箭留有一定的運載余量，于是主動邀請中國參加該計劃并搭載一個微小衛(wèi)星。對于中國來說，在還沒有建立起真正的深空測控網(wǎng)之前，借用俄羅斯的飛船一同飛往火星并開展聯(lián)合探測，可以大大地將我國科學(xué)家利用自主的探測數(shù)據(jù)深入開展對火星研究的時間提前。在此背景下，螢火一號應(yīng)運而生。

　　螢火一號此次肩負的主要使命是對火星的空間環(huán)境展開探測。俄羅斯科學(xué)院宇宙空間研究所所長列夫·澤廖內(nèi)近日表示，即將升空的俄“福布斯－土壤”和中國螢火一號火星探測器將幫助兩國科學(xué)家加深對火星大氣的了解，這將是人類首次利用兩個處于不同位置的航天探測器同時對火星電離層和磁場進行研究。

　　吳季透露，自1960年以來，人類已經(jīng)向火星發(fā)射了40多個探測器，其中15次成功進入了火星軌道，8次成功著陸，并釋放了3輛火星巡視車。但是，這些探測計劃的科學(xué)目標(biāo)幾乎都是追蹤水的痕跡、發(fā)現(xiàn)生命信號，其軌道也大都是極軌圓軌道。只有俄羅斯的“福波斯2號”曾經(jīng)對火星的空間環(huán)境開展過探測，但只工作了三個月就與地面失去聯(lián)系。因此人類對火星的高層大氣、電離層、磁層環(huán)境和太陽風(fēng)的相互作用等都了解甚少，螢火一號正好填補了此項空白，在國際上具有重要地位。

　　深空測控，面臨3大嚴(yán)峻考驗

　　清華大學(xué)航空航天學(xué)院副院長李俊峰在接受本報采訪時表示，此次發(fā)射螢火一號，技術(shù)驗證或者說實驗的成分更多一些，以便積累相關(guān)經(jīng)驗，為以后獨立開展火星等行星的深空探測工作夯實基礎(chǔ)。他告訴記者，俄羅斯的“天頂”號運載火箭就像“老司機”一樣經(jīng)驗豐富，螢火一號成功進入火星軌道的問題應(yīng)該不大，難題在于跟組合系統(tǒng)分離后如何開展深空測控和通信。

　　經(jīng)過40多年發(fā)展，我國已經(jīng)完全有能力研制出包括月球探測器和火星探測器在內(nèi)的各類探測器。吳季坦言，螢火一號在技術(shù)上最大的挑戰(zhàn)是“小”。受發(fā)射重量限制，螢火一號之輕，在人類歷史上也屬罕見。載荷小，距離遠，任務(wù)重，螢火一號的火星征程可謂荊棘遍布。

　　挑戰(zhàn)之一來自于7個長達8.8個小時的火星陰影，在此期間探測器將得不到來自太陽的能量，只能讓部分部件進入休眠狀態(tài)，屆時周圍環(huán)境溫度低于零下200℃，螢火一號隨時面臨“凍死”的危險；其次，超遠距離會帶來信號衰減和傳輸時延等困難，更何況我國還沒有覆蓋全球的深空探測網(wǎng)，仍需俄羅斯和歐洲空間局的地面站幫忙分時段接收信號，但即使3個地面站聯(lián)合起來，也只能下載螢火一號獲取的5%到10%的數(shù)據(jù)；此外就是多星定向的問題，即往地球傳送數(shù)據(jù)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(tài)控制來說是一個不小的難關(guān)。

　　火星探測大事記

　　1960年10月10日：前蘇聯(lián)向火星發(fā)射第一枚探測器，但這枚探測器連火星環(huán)繞軌道都沒有到達。

　　1962年11月1日：前蘇聯(lián)發(fā)射了“火星１號”探測器，成功進入前往火星的軌道，但在飛離地球１億公里左右時與地面失去聯(lián)系，通常被看作是人類火星探測的開端。

　　1964年11月28日：美國“水手4號”開始８個月的火星之旅，成為有史以來第一枚成功到達火星并發(fā)回數(shù)據(jù)的探測器。

　　1971年5月31日：美國“水手９號”升空，成為第一個火星軌道飛行器。它首次拍攝到火星全貌。

　　1996年12月4日：美國發(fā)射“火星探路者”，攜帶“旅居者”號火星車登陸火星。科學(xué)家根據(jù)發(fā)回的圖片信息判定，火星曾經(jīng)溫暖和潮濕。

　　1998年7月3日：日本發(fā)射“希望”號探測器，成為世界上第3個發(fā)射火星探測器的國家，但“希望號”于2003年12月9日被迫放棄。

　　2001年4月7日：美國發(fā)射“奧德賽”火星探測器，標(biāo)志著美國火星探測計劃重新啟動。2002年，“奧德賽”發(fā)現(xiàn)火星表面和近地表層中可能有豐富的冰凍水，但這一問題目前存在爭議。

　　2003年6月10日：攜帶“勇氣”號火星車的美國“火星探測流浪者”號探測器發(fā)射升空，2004年１月３日在火星表面成功著陸。

　　2007年2月25日：歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器靠近火星飛行，順利完成利用火星引力調(diào)整飛行速度和軌道的任務(wù)。

　　2007年8月4日：美國發(fā)射“鳳凰號”探測器，它在火星北極區(qū)域登陸后收集了冰樣，而且還發(fā)現(xiàn)火星表面土壤的化學(xué)成分與海水非常類似。11月10日后“鳳凰號”與地面失去聯(lián)系。

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