中国天文科普网天问一号将如何揭秘火星的秘密

2020年,火星探测的序幕在7月20日拉开,当阿联酋的“希望号”气象卫星成功发射后,它将揭示火星大气的秘密,研究其天气模式、探测氧分子的结构和动态,从而解释氢氧分子逃逸至太空的原因。中国的“天问一号”和美国的“毅力号”也即将启程,未来几周内将升空。人类对这个红色星球所持有的执着与好奇是怎样产生?我们是否真的能够在火星上建立第二个家园?在茫茫宇宙中,我们有没有找到自己的知音?

地球是目前唯一适宜人类居住的地球,但随着人口增长以及人们追求便利生活所带来的资源消耗,如果我们继续无节制地使用地球资源,那么数十年后地球将面临巨大的资源危机,这让我们的未来充满了忧虑。寻找新的居住地、探索外部文明,一直是人类梦寐以求的事业。在过去十年里,系外行星探测已成为天文学领域最活跃的研究之一(2019年的诺贝尔物理学奖得主Michel Mayor和Didier Queloz教授因其在行星科学方面取得突破性的成就)。截至2020年,我们已经发现并确认了4000多颗系外行 planet,但这仅占银河系中行星数量的一小部分,因此还有大量未知等待我们去发现。

尽管目前为止所有被发现的系外行 planet 都距离地球遥远,在有限时间内难以成为避难所,所以人们对太阳系内部最可能成为第二个家园的地球依旧保持热情最高。从上世纪60年代开始,苏联和美国相继向火星发射探测器,让我们得以近距离观察火星真实面貌。而90年代末期,“漫步者号”的传回数据再次激起了关于水迹象的大讨论,而2018年的科学发现指出南极冠地区可能存在液态地下湖泊,再次点燃了对生命存在可能性的大讨论。

地球绕太阳运行一个类似圆形轨道,每完成一次完整周期需要365天,而火星则是一个偏心率约为0.1的小椭圆轨道,每完成一次周期需要687天。大约每26个月左右,即会合周期时,地球与火星之间距离达到最小,这也是进行空间任务的时候最佳时机。这意味着大约每两年都会出现一次这样的窗口期,为各国计划中的 火 星 探测器提供机会。对于2020年来说,该窗口期正值7-8月份,将见证中国“天问一号”,美国“毅力号”,以及阿联酋“希望号”的共同起航(欧洲俄罗斯联合计划因疫情影响延迟至2022年),这些任务预计于2021年的初期抵达目标,并开启他们各自独立但紧密相连的人类历史新篇章。

接下来的文章,将深入介绍一些关于火山活动、前任探测器历史、中国首次登陆任务——“天问一号”,移民指南,以及如何建设一个可持续的人类基地。此路漫漫,不负韶华,请期待更多精彩内容!