袁和平：為何2020年左右我國才發射火星探測衛星？

日前，央視新聞頻道《面對面》欄目播出了對中國航天科技集團五院火星項目顧問葉培建院士的專訪。葉培建院士直言：「如果我們再不抓緊中國火星探測計劃的組織實施，我們將愧對後人！」

（原標題：袁和平答疑網友：為何2020年左右我國才發射火星探測衛星？）

資料圖

這一觀點再度引起人們對中國火星探測計劃的高度關注，使國人更加期待我國能在2020年左右發射第一顆火星探測衛星，能夠一次性實現環繞、著陸、巡視火星探測任務。

「以我國目前的載人航天和月球探測工程等科技實力，為什麼我國還要預計到「十三五」末期的2020年左右才能發射第一顆火星探測衛星呢？」帶著眾多網友的疑問，記者與長期從事國防科技歷史研究的學者袁和平進行了一番深入的探討。

原國防科工委發展研究中心黨委書記袁和平告訴記者，按照浩渺宇宙太陽系行星運行的規律，每隔26個月，火星才有一次距離地球最近的機會，航天人把它稱為「最佳時間窗口」。而在這個時間窗口發射火星探測器，不僅對運載火箭來說是最省能量的，同時，發射宇宙探測器的有效載荷也會相應增多。雖然，目前距離我們最近的時間窗口是2018年，但由於火星探測技術的複雜性，在2018年這一距離我們最近的發射窗口到來時，中國恐怕還不能做好準備。因為它留給我們的「短暫」時間與必須高質量完成這項具有相當科學難度的深空探測任務，在預研準備和工程計劃編製等各方面顯然都是不夠的。

儘管此前做了相當紮實的項目論證工作，但國家立項確定的火星探測發射目標起點非常高，目標是一步實現「環繞、著陸、巡視」工程，而這種形式在目前已知的國外火星探測實踐中史無前例。國外曾經有過嘗試環繞與著陸的案例，但著陸時以火星探測器損毀失敗告終。因此，中國火星探測工程計劃一次性完成「繞、落、巡」三項任務，可以說，具有相當大的挑戰性。火星探測的科研與工程技術難度，加之26個月才能遇到一個時間窗口的特殊性，要求我國的航天科學家和工程技術專家們必須以高度的責任心、時不我待的緊迫感科學確定並嚴密制定工程計劃，全力爭取在2020年這一時間窗口，成功發射我國第一個火星探測器。

據袁和平介紹，儘管我國載人航天和月球探測工程的多型宇航器已經多次進入到地月空間，嫦娥二號衛星甚至穿越了拉格朗日點以遠的太空，但這些並不能代表中國航天已經超越了地月空間範圍。只有完成了火星探測任務，才能從真正意義上表明中國已邁入深空探測時代。

談論起國外深空探測的發展現狀，袁和平說，截至2016年底，全球共進行了約115次月球探測，44次火星探測。但是20世紀90年代至今，人類總共進行了18次火星探測，而月球探測僅進行過14次。目前，仍有5個火星軌道器和2輛火星漫遊車在工作，而去年只有1個月球軌道器和1個月球著陸器啟動。現今，世界上的航天大國均先後制定了以火星系統為目標的探測計劃，由此可見，當今的火星探測比月球探測還要火熱。

在火星探測方面，美國人的確獨佔鰲頭。20世紀90年代起，美國就在「阿波羅」登月和發射太空梭等雄厚的技術基礎上，開始實施「火星生命計劃」，其科學目標是確定火星上是否有生命存在。2001年，美國發射了「火星奧德賽」探測器，首次發現火星上有大量水冰。2003年，美國先後發射了第二代火星車——「勇氣號」和「機遇號」，它們再次證實火星上有水的存在。2013年，美國發射的「火星大氣與揮發物演變」探測器，則是世界首個研究火星上層大氣的探測儀器。

再看歐洲方面，2016年3月14日，俄羅斯與歐洲航天局合作研製的「火星生物學——2016」成功發射，該宇航器主要用於探測火星大氣中的甲烷含量並驗證火星著陸技術。據外電報道，至2020年，俄羅斯還將與歐洲航天局合作執行「火星生物學——2020」任務。

回眸亞洲，2013年11月5日，印度發射了第一個火星探測器——「曼加里安」，成為亞洲第一個成功探測火星的國家。由於印度運載火箭推力較小，所以「曼加里安」不能靠火箭推力直接進入地火轉移軌道，而是先環繞地球20餘天，依靠探測器自身的發動機多次點火、逐漸加速，才能達到第二宇宙速度。據了解，「曼加里安」主要用於研究火星表面、大氣和礦物特徵，探尋火星上是否有甲烷和生命跡象。

自1960年以來，俄羅斯17次嘗試登陸火星，均以失敗告終。美國也遭遇過多次失敗，直到1976年「海盜—1」號探測器成功著陸。「與印度『曼加里安』號探測器僅僅圍繞火星赤道軌道飛行不同，我國首個火星探測器將圍繞火星進行大橢圓軌道飛行，對其進行全火星觀測，並由進入器搭載巡視器著陸火星，實現巡視器在火星上『行走起來』。」袁和平說。

從國家批准立項的火星探測任務確立的科學目標和工程目標來看，袁和平認為，火星探測涉及的技術領域甚廣，特別之處還在於，雖然火星探測器是一個空間探測器，但較之一般的空間探測器，它又具有鮮明的特點。

這些特點，主要體現在兩個方面。一是，任務對火星探測器的自主能力要求非常高。考慮到在火星表面進行巡視探測的實際條件和要克服時延等限制，客觀上要求火星車具備較強的環境感知與識別、規劃路徑，以及具備較強的任務分析、規劃和實現能力。也就是說，火星探測器必須具備確定行駛路線、發現障礙危險的能力。

二是，為了實現巡視探測，火星探測器還要具備較高的環境適應性。除了需要面對普通航天器遇到的真空、低溫、輻射等問題，更需要適應火星表面的地形地貌、塵暴、低重力、高低溫、低氣壓等特殊環境，並需要解決遠距離通訊及日凌時期探測器長時間自主管理等一系列問題。「但是，我們要充分相信中國航天科學家和工程技術專家的聰穎智慧和創新能力。中國已經具備了取得成功所需要的技術和經驗，這樣我們就能一步走到國際先進的行列上去。」參與籌備火星探測的資深航天科學家葉培建說。

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