火星探测年，准备好了！

美国航天局日前表示，“毅力”号火星车计划于7月20日发射升空，将携首架火星直升机“机智”号一同前往火星。按计划，“毅力”号将于2021年2月18日在火星赤道以北的耶泽罗陨石坑登陆。其任务包括寻找可能在火星上存在过的生命迹象，探索火星的气候和地质特征，收集样本以备未来送回地球，为人类登陆和探索火星探路等。

美国航天局表示，“毅力”号将是该机构造访火星表面的第9个探测器，也是首个将从火星采集样本并带回地球的探测器。 “毅力”号将采集火星岩石和风化层样本。

据介绍，由于发射任务要根据地球和火星的相对位置确定，因此每26个月才有一次发射窗口。如果今年夏天“毅力”号不能如期发射，下一次发射窗口要等到2022年9月。

美国航天局行星科学部主任洛里·格莱兹说，“毅力”号任务包括发射、3.14亿英里（5亿公里）的星际旅程，以及安全降落火星表面前的“恐怖7分钟”历险。 “当我们首次见到‘毅力’号登陆地点耶泽罗陨石坑的景象，开始理解科学的馈赠，才是这次任务乐趣的真正开始。 ”

除“机智”号火星直升机外，“毅力”号还将携一枚刻有地球和蛇杖图案的铝板一同前往火星，以此表达对全球抗击新冠疫情的医护人员的敬意。对于火星探测来说，2020年是个特殊的年份，因为按照火星和地球的运行轨道，每隔26个月左右的时间，火星与地球之间的距离将会有一次是最近的，2020年就是这个窗口期。

据报道，2020年共有4个国家和地区计划发射火星探测器，除了美国，还有中国、欧洲和沙特。不过有报道称，由于受到新冠肺炎疫情影响，欧洲的火星车无法按时组装完工，将被迫推迟到2023年发射。

看点

中国“探火”绕落巡一步到位

4月24日，第五个中国航天日上，备受瞩目的中国行星探测任务命名为“天问系列”，首次火星探测任务命名为“天问一号”。按照计划，“天问一号”将在7至8月执行首次火星探测任务，一次性完成“绕、落、巡”三个任务。公开报道显示，美国、俄罗斯、欧洲航天局和印度都已成功向火星发射了探测器。阿联酋计划7月15日从日本发射首个火星探测器。

为什么要发射火星探测器？中国科学院紫金山天文台研究员季江徽在接受《科技周刊》记者采访时给出了答案：“在太阳系八大行星之中，火星是除了金星以外距离地球最近的行星，也是最近似地球的天体之一，是人类未来移民的首选地。寻找地外生命和研究火星的形成演化过程是火星探测的两大科学主题。 ”

“火星过去可能拥有过适合生命生存的环境条件。 ”季江徽说，火星表层深处可能存在很多稳定的液态水，研究火星地质、表面成分的长期演变过程，岩石和大气、水的相互作用等，将有助于我们理解火星生命可能存在和消失的原因，为预测地球的未来提供启示。

“‘天问一号’由轨道器、着陆器、巡视器三个部分组成，将一步完成绕、落、巡三步，这将是世界上首次探索火星即完成软着陆的任务。 ”季江徽介绍，绕就是轨道器环绕火星进行探测；落则是着陆器软着陆于火星表面进行固定位置的地面探测；巡则为巡视器（火星车）在火星表面进行不固定位置的科学探测。

如果“天问一号”任务获得成功，中国将成为继美国和俄罗斯之后第三个完成火星着陆的国家，也是继美国之后第二个完成火星漫游的国家。

季江徽说，如果一切顺利，大概需要7到8个月的时间，也就是说在2020年7月下旬发射的话，至少要到2021年2月末，“天问一号”才能到达火星轨道，顺利到达火星后，火星车将停留90个火星日，开展巡视探测、火星地貌特征研究等多项任务。

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火星探测成功率仅约40%

前往火星的路途充满艰险，人类先后向火星发射了40个探测器，成功率大约为40%，大部分失败告终，因此火星又被称为“探测器的坟场”。探测器奔赴火星全程需要长达至少半年时间、约5亿千米的路途，这么远的距离还带来至少10分钟的信号延时。当然，着落火星表面的探测器还要面临最危险的着陆前“恐怖7分钟”，即再入、下降与着陆的过程，这过程等于“盲降”，7分钟的时间甚至不足以完成一次地火通信，这意味着全程超过1000个动作的降落过程必须依靠探测器自主完成，对软件和硬件的要求极高。

着陆器要在7分钟的时间内将时速从2万千米降低到零，这也是整个任务的关键点，直接决定着任务的成败。火星大气虽然稀薄，不到地球的百分之一，但高速运动的探测器表面也会产生一两千摄氏度的高温，需要隔热罩的保护。在火星16千米的高空，超音速降落伞打开，但是稀薄的大气层无法使降落伞减速到安全的速度，还需要反推火箭和气囊等继续减速和缓冲，即使探测器成功降落，火星崎岖复杂的地形和大大小小的坚硬岩石，也是探测器的一个巨大挑战。

火星直径6794km，约为地球的53%，质量约为地球的11%。自转轴倾角、自转周期均与地球相近。虽然火星上也有高山平原和峡谷，但表面基本上是沙漠，而大气以稀薄的二氧化碳为主，只有地球的1%。火星气候非常寒冷，表面温度平均仅为-63℃，夏天阳光直射区域温度则可以上升到20℃，赤道附近的极端最高温度则有机会达到30℃左右。因为火星有大气，所以也时常有沙尘暴。火星自转周期约为24.6小时，与地球十分接近；自转轴与公转轨道面倾角约65°，存在四季变化。

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