火星探測器外形揭開面紗 2030年可取樣返回

昨天(23日)，中國第一個火星探測器和和火星車外觀設計構型揭開面紗，中國火星探測工程名稱和圖形標識也正式向全球徵集。中國火星探測將在2020年實現「環繞、著陸、巡視」三個目標的同時，在2030年實現火星表面取樣返回。>>中國首個火星探測器和火星車外觀設計構型公布

全球征名今年11月10日截止

我國首次火星探測任務已經中央批准立項，為擴大工程的社會影響，昨日，國防科工局正式啟動中國火星探測工程名稱和圖形標識全球徵集活動。據了解，本次名稱徵集將歷時四個月，中選者可獲得證書和現金獎勵，截至北京時間11月10日24點之前，參與者可將個人作品提交至國家航天局網、中國探月與深空探測網、中國火星探測微信平台。

國防科工局相關人員表示，作品提交需符合國家商標法的有關規定，具有創新獨特和延伸性。同時，符合中國火星探測理念和工程特點，體現中華民族文化精神和社會道德風俗，體現科技與文化的有機融合。文字不用生僻字、同音字、歧義字。提交名稱不用現代人名、城市名、企業名,不要提交已經徵集的相同名稱。提交名稱每人不超過3個，必須包括不多於200字的創意說明或背景闡述。而圖形標識設計應包括彩色稿和黑白稿兩種設計標準圖稿。>>中國火星探測計劃細節披露 徵集名稱和標識

徵集活動分提交、打分、網路投票、確定三甲、程序報批出結果五個階段。最終主辦方將確定名稱和圖形標識前三甲作品按程序報批，確定1個中國火星探測工程名稱和圖形標識最終入選方案，適時舉行發布儀式公布結果，並向進入前八強圖形標識作品的作者頒獎。

對於首次火星探測，到2030年我國將要實現「兩步走」。第一步是通過一次發射來完成火星環繞探測、著陸火星表面和展開巡視探測任務。第二步則是實現火星表面取樣返回。

昨日，發布會首次公布了我國火星探測器的外形設計。從外形來看，這個火星探測器基本上與我國將於2020年發射的真實探測器一致。具體來說，火星探測器分為兩個部分，下面是具有太陽翼的方形結構，有點像一顆衛星。頂部則是一個包裹著火星車的艙形結構。

2020年前後僅3次發射機會

和月球探測相比，探測更為遙遠的火星難度更大，受天體運行規律的約束，火星和地球都在圍繞太陽公轉，每26個月才有一次火星探測有利發射時機。從現在起到2020年前後僅有的3次發射機會，將有4次火星探測任務發射，在國際上將迎來火星探測的高峰。中國實施首次火星探測任務，是探月工程之後我國深空探測又一重大科技工程。

「每隔2年多才有一次機會能夠讓探測器從地球飛向火星，所以在發射窗口上有著很高的要求。」張榮橋說，如果趕不上就要等下一個2年多，目前離發射還有4年左右時間，因此進度非常緊張。

據介紹，從1960年10月10日前蘇聯發射「火星1960A」探測器至今，人類共組織實施了43次火星探測任務，成功或部分成功22次，另有一次正在飛往火星，技術上已成功實現了越飛、環繞、著陸、巡視等探測。

中國首次火星探測任務工程副總指揮、探月與航天工程中心主任劉繼忠表示，中國首次火星探測任務，不僅要實現環繞火星全球遙感探測，還要突破火星進入、下降、著陸、巡視、遠距離測控通信等關鍵技術，真正進入深空，走近火星。

火星探秘

火星探測器將如何發射並著陸?

中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋說，2020年中國首次火星探測一次實現「環繞、著陸、巡視」三個目標，首次發射預期在2020年7月至8月之間，由長征五號運載火箭在海南文昌發射場入軌，直接進入地火轉移軌道。

據張榮橋介紹，火星距離地球最遠達4億公里，探測器在器箭分離後經過約7個月巡航飛行被火星捕獲，環繞器環繞火星飛行後要與著陸巡視器分離，然後進入任務使命軌道開展對火星全球環繞探測，同時為著陸巡視器開展中繼通訊，這在軌道設計上就要兼顧環繞和著陸的需求。

「火星探測器下面像衛星一樣的部分，就是未來將留在火星軌道上，進行環繞探測的環繞器，它會像火星的衛星一樣，完成『繞』的任務，從高空對火星進行遙感探測。」張榮橋說，包裹著火星車的艙體，就是護送它降落火星的著陸艙，它將承擔突破火星大氣層的任務。

另外，著陸巡視器與環繞器分離後進入火星大氣，經過氣動外形減速、降落傘減速和反推發動機動力減速，最後下降著陸在火星表面，火星車駛離著陸平台，開始火星表面巡視探測，要探測火星的形貌、土壤、環境、大氣，研究火星上的水冰分布、物理場和內部結構，並實時傳回地面，供科學家研究。

火星車能源供給比月球車困難?

「它外觀上類似於載人航天的返回艙。在實際的工作過程中，通過大氣減速後要把傘打開;之後要把大底拋掉，利用反噴發動力來反噴進行制動，最後離火星表面很近的時候利用支撐腿、減速機構來減速。」張榮橋說。

由於遠距離數據傳輸的大時延，要求火星車必須具有很高的自主能力。同時，火星光照強度小，加上火星大氣對陽光的削減作用，火星車能源供給也比月球車更為困難。

「這些都使得首次火星探測任務更具難度和複雜性。火星探測絕不是以往工程的簡單複製。」張榮橋說，今年年初火星工程立項，在陌生環境中要實現「環繞、巡視、著陸」，有著一定技術難點，正是對火星情況的不確定性，才激發人類探測的興趣，在國外火星探測成功率不到50%。

人類為什麼要不斷探測火星?

從上世紀60年代到現在，人類已經開展了43次火星探測任務，成功的僅有一半。我國在成功實現載人航天和探月工程之後，開展火星探測是一種必然選擇。

為什麼要進行火星探測?火星，是太陽系中離地球較近的行星，而且自然環境與地球最為類似，是人類開展行星際探測的首選目標。在太陽系中，金星和火星都是地球的近鄰。但是，金星上的環境過於嚴酷，溫度超過450℃，濃密的大氣中充盈著硫酸液滴，氣壓高達地球大氣壓的近百倍，而火星則是繼月球之後人類的又一塊新大陸。

相關專家表示，地球和火星，就像是太陽系裡的兩兄弟。火星上也有大氣，還有著跟地球相似的自轉周期，也有春夏秋冬四季更迭。人們現在關注宇宙起源、生命起源，更關注火星是我們地球的過去還是地球的未來。儘管我國在探測火星的過程中會遇到很多挑戰，但可以通過科學的思維和手段來解決。

盤點

人類歷史上的火星任務

人類使用空間探測器進行火星探測的歷史幾乎貫穿整個人類航天史。1960年，前蘇聯向火星發射了第一枚探測器。緊接著就在四天以後，第二枚火星探測器升空。然而這兩枚火星探測的先行者卻連地球軌道都沒能到達。

1964年，美國也先後向火星發射了兩枚探測器:水手3號和水手4號。其中，水手3號發射升空，成為人類有史以來第一枚成功到達火星並發回數據的探測器;水手4號於1965年7月14日在火星表面9800千米上空掠過火星，向地球發回了21張照片。

伴隨著陸續的火星探測計劃，人類開始在火星上有了新發現。2004年，歐洲航天局宣布，「火星快車」探測器發現火星南極存在冰凍水。這是人類首次直接在火星表面發現水。

緊接著人類有了把人送上火星的想法。2004年美國總統布希宣布，爭取在2020年後以月球為基地把人送上火星。時隔4年後，俄羅斯空間研究所也宣布，爭取在2025年前把一名俄羅斯宇航員送上火星。目前美國宇航局擬訂了載人登陸火星的新計劃，打算在2031年2月派宇航員遠征火星。按照計劃，重達400噸的載人飛船從地球飛到火星，將需六七個月的時間，加上在火星停留及返回，整個過程約需30個月。

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