「斯基亞帕雷利號」即將登陸火星，尋找生命跡象

科學家認為在數十億年前火星上擁有與地球類似的環境，也有液態水海洋、大氣環境、山脈和平原等，與如今的火星環境有著天壤之別。事實上，火星環境的劇變使得科學家更加關注火星的現狀，並試圖改變這個星球，讓火星重新變成能夠承載生命的星球。

人類迄今已開展42次火星探測，自1996年以來就已發射11個探測器，取得大量探測資料。火星已成為除地球外人類認識程度最高的行星，甚至超過人類已經登陸過的月球。

20世紀90年代開始，幾乎每隔26個月，人類都會向火星發射一兩個探測器，而美國宇航局是近20年來火星探測的絕對主角。不過今年例外，因為一個不靠譜的部件供應商，NASA的「洞察號」著陸器「掉了鏈子」，發射推遲2年，因此本年度火星登陸大戲被歐洲人搶了風頭。

火星探測「新兵」

「痕量氣體軌道探測器」（左）與「火星快車號」（右）的尺寸比較，「痕量氣體軌道探測器」也是歐空局「火星快車號」的繼任者。

由俄歐合作的「痕量氣體軌道探測器（TGO）」於今年3月離開地球，並將在今年10月中旬進入火星軌道。它攜帶了一台600千克重的著陸器「斯基亞帕雷利號」，該著陸器以19世紀義大利天文學家喬凡尼?斯基亞帕雷利命名。「斯基亞帕雷利號」是歐洲第二個登陸火星的著陸器。按計劃「斯基亞帕雷利號」將於10月19日登陸火星，著陸地點位於火星東西半球交界處的子午線高原，著陸區域距離目前仍在火星上頑強生存的「機遇號」火星車非常近。

「斯基亞帕雷利號」將驗證火星著陸的關鍵性技術，為2020年歐空局首輛漫遊車登陸火星做準備。「斯基亞帕雷利號」登陸後將依靠電池在火星表面工作至少3天，攜帶的科學載荷將測定著陸點的風速、濕度、氣壓和溫度等數據。

「斯基亞帕雷利號」著陸器實物圖

「斯基亞帕雷利號」將首次對火星表面的電場進行測量，這是之前其他著陸器從未做過的。此外，它還會對大氣粉塵濃度進行研究，為科學家對火星表面揚塵現象中靜電的作用提供新見解。

目前「斯基亞帕雷利號」正在前往火星的途中，在10月16日，它將與「痕量氣體軌道探測器」分離。3天後，它將利用隔熱罩、降落傘、反推系統以及自身的緩衝結構實現軟著陸，整個下降-著陸過程約6分鐘。

歐空局「火星快車號」高解析度立體相機拍攝的子午線平原，橢圓圈內為「斯基亞帕雷利號」著陸區域，緊鄰「機遇號」目前所在的奮進撞擊坑。

登陸火星的三種途徑

火星車或著陸器，要穿過火星大氣層才能「踏」上火星表面，這期間需要經歷驚心動魄、生死攸關的一幕。探測器從131千米的高空進入火星大氣層，時速高達21000千米，要在短短7分鐘的時間內，讓探測器的速度降至零，從而實現安全著陸。這也是所有火星探測任務中技術難度最大、失敗概率最高的關鍵時刻。這一階段被稱為「進入、下降和著陸」階段，是名副其實的「黑色七分鐘」。

回顧世界各國的火星探測歷史，我們發現，安全著陸在火星表面主要通過三種方式來實現：

第一種方式是氣囊緩衝。這種方式適用於輕質量著陸器的登陸，當著陸器在火星表面著陸前，包裹著陸器的氣囊充氣展開，通過氣囊在火星上的彈跳逐步降低高度，實現成功著陸。1996年12月4日發射的「探路者號」火星車就是採用氣囊緩衝方式，成功著陸至火星表面，初步驗證了進入火星大氣層、減速和著陸緩衝全過程的可行性；2003年6月和7月分別發射的「勇氣號」與「機遇號」這對「孿生」火星車，使氣囊緩衝著陸的方式得到了充分驗證，成功實現了對火星表面較大範圍的巡視。

「勇氣號」和「機遇號」火星車採用氣囊緩衝方式，成功著陸在火星表面。

第二種方式是著陸支架緩衝。2007年8月4日發射的「鳳凰號」著陸器比「機遇號」和「勇氣號」火星車的質量更重，如果依靠降落傘和安全氣囊著陸，則需使用更大面積的降落傘和體積更大的氣囊，但這會擠占所搭載的科學儀器的重量。因此，「鳳凰號」採用了火箭反推和著陸支架緩衝的方式，實現在火星北極地區的安全著陸。

「鳳凰號」著陸器利用反推火箭實現動力減速，這種方式適用於較重著陸器的著陸，同時可準確選擇著陸點

第三種方式是空中吊車著陸。這種方式適用於大質量著陸器的登陸，2011年美國發射的「好奇號」火星車首次採用這種技術並獲得成功。「好奇號」以每小時2萬千米的速度進入火星大氣層，火星車被裝載在盾形的熱保護罩中，保護罩可以經受高溫燒蝕和隔熱防護，確保火星車穿越火星大氣層時不會被燒毀。當探測器距離火星表面11千米高度時，先打開巨大的降落傘降低飛行速度，24秒之後，熱保護罩脫離。當探測器下降到1.4千米高度時，背殼分離，探測器上的8台制動火箭點火，通過火箭反推將下降速度從每秒80米減速至每秒0.75米。當探測器距離火星表面20米高度時，著陸器在空中「懸停」，空中吊車釋放出尼龍繩，將「好奇號」火星車從著陸器上吊運到火星表面，實現著陸。

空中吊車釋放出尼龍繩，將「好奇號」火星車吊運到火星表面。

改造火星的五大步驟

目前，科學家們已多次召開「改造火星」的研討會，嚴肅探討了將其改造成「藍色行星」的可能性，並提出了改造願景、科學步驟和實施方案。要將火星再造成一個「地球」，第一步，要提高火星表面的溫度；第二步，增加火星大氣的濃度，改變大氣組分；第三步，建立火星表面的生態環境；第四步，建立火星農牧業，解決糧食自給問題；第五步，也是非常重要的一步，要建設能源和原材料供給相關的工業設施。等這些條件都具備了，就可以開始建設人類的生活基礎設施，實施火星旅遊或移民了。

大多數研究行星科學和深空探測的科學家堅信，通過人類的智慧和努力，火星完全能被改造成生機盎然的「小地球」，再現「青山綠水」，成為人類的「第二家園」。

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