各國頻頻探火為哪般？或成人類未來避難家園

【環球軍事與《中國航天報•飛天科普週刊》聯合報道】美國東部時間9月21日，美國火星大氣與揮發演化探測器經過10個月的航行，成功進入繞火星運行的軌道。24日，印度曼加里安號探測器成功進入火星軌道。的確，隨着近年來各航天國家宣佈要發射新的探測器前往火星，這顆橘紅色星球多次引起世人的關注。在人類已經造訪過月球之後，火星毫無爭議地成為人類要踏足的下一個大天體。

雖然蘇聯憑藉率先發展運載火箭的先機，第一個發射了火星探測器，但第一次成功實現對火星探測的卻是美國的水手4號探測器。之後的上世紀70年代，美國發射的“海盜1號”和“海盜2號”在火星成功實現軟着陸，可以説是在太空競賽時期探測火星的巔峯之作。

上面提到的第一階段火星探測熱潮發生在冷戰時期，蘇聯不但與美國進行登月競賽，在深空探測領域也彼此競爭，兩國相繼發射了數個金星、火星探測器。這一時期的火星探測活動，基本上不以科學上的目標為首要目的，而更關注第一次獲取火星的圖像、第一次進入環繞軌道和第一次軟着陸等標誌性工程成果。當然，由於就近考察的優勢，所獲得的成果也相當豐厚，目前我們使用的很多有關火星的天文學、地質學和大氣等方面的基本參數，就來源於這一時期。上世紀70年代後期，火星探測進入了平靜期，雖然蘇聯在上世紀80年代發射了福波斯1號和福波斯2號探測器，但任務都沒有取得多少成果。

第二輪火星探測的高潮是從美國成功實施火星探路者任務開始。“勇氣號”和“機遇號”的成功不斷提高人類對火星的認知水平。火星奧德賽、火星勘察軌道器等環繞火星運行的衞星，不但獲得了完整翔實的火星數據，還為後來登陸火星的“好奇號”提供數據中繼服務。可以説，這一時期的火星探測進入了較高水平階段，將為人類未來登陸火星作出重要貢獻。

不可否認，在是否應當載人登陸火星的問題上還存在很大爭議。登陸火星的任務規模巨大，截至目前，人類連無人採樣返回的任務都沒有嘗試過，更不要説將人送上火星並安全返回。

然而，從天文學的角度來説，已經進入中年的太陽會不斷膨脹，幾十億年後，地球將要被演變為紅巨星的太陽“烤乾”乃至完全摧毀。因此，地球不會是人類永久的家園，而離地球最近的金星，其數百個大氣壓、高温和高腐蝕的環境完全不適合人類生存。雖然火星有點像一個“死亡”的地球——已經沒有磁場，只有稀薄的大氣，不能為人類提供像地球那樣的輻射防護，但在上面居住的難度畢竟比金星要小很多。而且從行星本身演化的角度，研究火星也對保護地球，瞭解其今後的演化走向有着生死攸關的意義。

因此，探測火星和載人登陸火星完全有必要，只不過是什麼時間合適的問題。但迄今為之，載人登陸火星有很多工程難題尚未解決：在地球與火星之間長達數百天的軌道飛行中，如果沒有足夠的輻射屏蔽，航天員的身體會遭受癌變的威脅。而增加軌道轉移艙段的屏蔽厚度，勢必增加整個軌道運輸的負擔，增大了工程實現的難度。筆者日前在與美國航天員巴茲•奧爾德林的交流中，就對他提出的地球—火星運輸方案表示贊同。因為，在地球與火星之間利用循環軌道建造特殊的中轉飛船，可以很好地解決上面提到的問題。

目前，一些國家已經掀起了新一輪火星探測的熱潮，以美國的太空發射系統為代表，各主要航天大國正在發展的近地軌道能力在百噸量級的重型運載火箭，將會為未來載人登陸火星奠定良好的基礎。未來，我們還需要解決軌道轉移階段使用的核熱/核電推進技術、低温推進劑長期貯存技術、大質量航天器火星着陸與可靠起飛等關鍵技術。在此基礎上，我們期待人類漫步火星的夢想能夠更早地實現。

(作者為國際宇航聯空間運輸委員會委員 楊宇光)