為了找到火星生命，中國火星車帶了哪些秘密武器？| 科技袁人_風聞

導讀

　　這是多猛的激光啊，biu的一下子岩石就氣化了。

　　文章背景：

　　在天問一號2021年5月15日登陸火星之前，袁嵐峯老師和中科院國家空間科學中心研究員周炳紅、劉勇做了一場“火星探測”主題直播，本文是錄播第二集的文字版本，共有三集，第一集見《中國火星車成功登陸，同時其他國家的探測器在幹什麼？ | 科技袁人》。

　　視頻鏈接：

　　西瓜視頻：

　　https://www.ixigua.com/6963931098430571040

　　本視頻發佈於2021年5月19****日，觀看量已達6.6萬

　　精彩呈現：

　　主持人

　　袁嵐峯

　　中國科學技術大學副研究員、中國科學技術大學科技傳播系副主任、中國科學院科學傳播研究中心副主任

　　嘉賓

　　周炳紅

　　中國航天科普大使、空間科學傳播專家工作室副主任、中國科學院國家空間科學中心研究員

　　嘉賓

　　劉勇

　　中國航天科普大使、空間科學傳播專家工作室執行主任、中國科學院國家空間科學中心研究員

　　**袁嵐峯：**好了我們説了這個。其實我們都已經自然地過渡到第二部分了，我們快要進入技術細節了。好，我們接着進入第二部分的討論，關於火星探測的技術細節的問題了，首先請問兩位老師有沒有參與過我們國家的火星探測項目？

　　**劉勇：**我參加過。

　　**袁嵐峯：**周老師呢？

　　**周炳紅：**我參加了一部分應該是。

　　**袁嵐峯：**那就是説你們都參加了，那能不能給我們分享一些你們研發當中的故事？

　　**劉勇：**我其實最想分享的是我們在上一次做螢火的時候，失敗的問題。

　　**袁嵐峯：**螢火一號 。

　　**劉勇：**那個時候讓我印象太深刻了，那次我去辦公室，頭一天我們上面還貼着橫幅説，我們慶祝螢火一號發射成功。

　　然後我去了趟辦公室看到我們領導，我們領導平時很酷的，你看不到他臉上有什麼表情，然後總是一幅鋼鐵直男那種感覺。但是那天我一看特別傷心那種，説的不好聽，就像我們大學同寢室的哥們失戀了，然後一夜沒睡着，抽了一夜煙，就是那種感覺，就是坐在辦公室裏頭，整個人就崩掉了。

　　我當時忽然想到是因為螢火失敗了，然後他很傷心，我當時就想去安慰他，我也不知道説什麼。但是我是覺得總覺得這個事我們應該沒什麼責任，因為畢竟我們是借人家的船出海。

　　**袁嵐峯：**對，是俄羅斯的火箭出問題。

　　**劉勇：**俄羅斯的發射過程出問題了，然後我就想安慰他，我説這事我們沒什麼責任的，結果他懟了我一句，我們也沒什麼結果。

　　**袁嵐峯：**確實。

　　**劉勇：**這個故事讓我一直印象很深刻，就是我們做科學研究，我們是真的是想去拿那個結果的。

　　**袁嵐峯：**是的，我們不是一個官僚機構，我們是一個研究組織，我們的目標是為了人類獲取新的知識，不是説去甩鍋的，這是非常富有人性化的一個故事。

　　**周炳紅：**我參加的主要其實是發射天問一號的長征五號火箭，長征五號我記得當時是第二次發射失敗了，所以我們當時還有一個。

　　**袁嵐峯：**2017年的時候。

　　**周炳紅：**對，我們在這之前其實就已經有個課題，因為它長征五號不同的任務，它火箭的上面一級，就是長征五號液氫液氧第二級，五米直徑的第二級，它的滑行時間有兩種不同的工作模式，就是你去火星和發射這個衞星它是不一樣的，去火星和去月球的時候，它的滑行時間會更長一些，會長個幾百秒鐘。

　　**袁嵐峯：**這個也許需要向觀眾解釋一下，所謂滑行的意思就是説，它關掉了。

　　**周炳紅：**它的主發動機走到一段時間以後，它會關機，然後它在失重條件下飄，飄過去，然後對準火星的時候再點火，再推出去。

　　**袁嵐峯：**是，那麼是兩次點火。

　　**周炳紅：**對。那麼在這一段時間內，如果管理不好的話，第一個推進劑會飄起來，第二個是因為它是低温推進劑，它裏面的儲箱壓力會發生變化，其實最近就這幾天，SpaceX用那個星艦火箭。

　　**袁嵐峯：**他那個星艦10號又炸了。

　　**周炳紅：**對，出現這些問題，它用的是液氧甲烷，也是低温推進劑。另外就是它在返回的時候，它也是要關掉那個主發動機，就掉個個再回來，所以也經歷了微重力，就是失重，那麼它的壓力就下降了，現在也是認為是大幅晃動引起壓力下降，然後有一次還，晃動把增壓氣體氦氣吸到發動機裏面，所以它推力就不夠，所以它着陸的時候速度就更快，所以我是從我們叫流體力學的角度參與了火箭這一部分相關專業的研究。

　　**袁嵐峯：**是是是，這就是周老師的專業，他的研究主要就是這方面的，所以我們現在看到我們長征五號已經修好了，已經能夠穩定地發射，其實這就是一個非常重要的改進。

　　**周炳紅：**是。所以還講一個故事，應該説是我們科學院的同事的故事，因為我最近也在做小天體的研究。

　　**袁嵐峯：**小天體防禦的研究。

　　**周炳紅：**對，小天體防禦，就是它可能撞擊地球，那麼我們也就會關心，因為小天體其實它撞擊地球以後，它會變成各種隕石，我們國家剛開始其實早期因為沒有火星的數據嘛，那麼其實去研究火星是有的，我們科學院有專家去研究它，就是地質地球所林楊挺研究員，他們的團隊在研究，包括歐陽自遠院士。

　　**袁嵐峯：**他們不是到處去撿火星的隕石嗎？

　　**周炳紅：**對，他們去南極，去一些沙漠的地方撿隕石。

　　那麼現在地球上現在一共發現的隕石，就是其中有266塊就是他是根據火星的隕石。那麼他們當時一個故事就是什麼意思？他們通過用微納探測器探測裏面的元素成分，就發現它有一種特殊的碳，他判斷這個碳應該是一種有機碳。

　　**袁嵐峯：**實際上應該是説來自同位素的分佈。

　　**周炳紅：**對，它可以測，他有那種微納探測器，它可以測旁邊的同位素的比例，就發現它應該是生物成因的碳，又叫乾酪根。

　　**袁嵐峯：**乾酪根。

　　這是我跟那些找石油的那些人合作的時候，他説我們標準成油理論，就是説古代生物的遺體，它先是變成乾酪根，然後最後變成石油，乾酪根其實是個非常絕妙的翻譯，它是一個音譯兼意譯，Kerogen。

　　**周炳紅：**那麼他發現這個以後，當時是個很重大的成果，當時其實是想發到頂級雜誌《Science》上，但是《Science》或者《Nature》對吧？但他們不發，他們第一個是説，這個結果還不可靠，讓他改唄，是吧？後來是他們用他們的，好像哪個探測器的數據，他們先發了一個類似的。所以他們後來這個成果就發在一個就更低檔次一點的這個雜誌上。

　　**袁嵐峯：**歐陽自遠院士對這個非常不滿，他總是説實際上我們中國人是最早發現火星上有生命的，他認為那個已經足以證明火星上有生命，當然我想再怎麼也是個間接的證明，怎麼也不如眼見為實的，所以我們還是希望真的你到了火星，然後取個樣品回來，這個才能夠確認。

　　**周炳紅：**是。

　　**袁嵐峯：**但是將來假如確實發現了火星上有生命，我想那到時候歐陽自遠院士以及研究這塊隕石的人，他們肯定會説我們早就發現這個了。到時候大家就會知道所謂中國人先發現火星上有生命，這個故事到底是怎麼來的了是吧？我們發射的天問一號，用的是長征五號，我們這倆模型都是長征五號？這個長征五號它在技術上有哪些突破呢？跟我們以前的火箭相比。

　　**周炳紅：**跟我們以前的火箭，我們現在叫它是相當於是老一代常規的運載火箭，那麼現在以長征五號為代表的，包括長征六號、長征七號以及後面的長征八號都叫新一代運載火箭。

　　第一個就是長征五號推力更大了，它研發了一個120噸的液氧煤油發動機，我們老一代的運載火箭其實還是錢學森時代研發的，它的起飛推力應該是70噸，而且它是劇毒的推進劑，四氧化二氮、偏二甲肼它是常温可儲存的，就是因為當時發展火箭是為了發展彈道導彈。

　　**袁嵐峯：**我先保證安全，然後再説其他的。

　　**周炳紅：**對，保證安全，它為了導彈能夠隨時發射，不讓這種液氧液氫它低温推進劑的話，要提前，在發射前一段時間要加註。那麼一個是液氧煤油發動機，還有一個就是5米直徑中間，我們説中央芯級，它直徑大，變成5米了，所以它起飛重量800多噸，以前大概是最多也就500噸左右。

　　還有就是研發了一個新的，50噸推力的液氫液氧發動機，所以這就是主要的突破，我覺得主要體現在它更重。

　　另外是研製的兩款更大推力的，先進性能的這種低温推進劑為代表的這種先進發動機，這就為我們後面的無論是嫦娥工程，火星，包括以後的火星樣品取樣返回，深空探測什麼的都得靠它，我們説是火箭的動力有多大，我們航天的舞台就有多大。

　　**袁嵐峯：**是的。

　　**周炳紅：**所以我們的舞台大了現在是。

　　**袁嵐峯：**基礎設施沒有，其它什麼都沒法搞，就像我們去年的嫦娥五號從月球上取樣返回，那個用的就是長征五號。

　　**周炳紅：**對。

　　**袁嵐峯：**而且嫦娥五號是一個人類有史以來最大的探測器，就是往地外發的，那個就是你得用這麼大的火箭才能發射。

　　我們再來説回美國的火星探測計劃，這個毅力號，實際上它出發的是最遲的，在去年那三家發的時候，就是先上阿聯酋的，然後中國的，最後美國的是吧？但是它是後發先至是吧？到達火星表面它是後發先至，它為什麼在中國之前它就直接落下去了？

　　**劉勇：**中國是要先繞幾圈，因為我們畢竟沒幹過這個東西，人家幹過了，人家很清楚地知道我們要去哪裏落，然後周圍的地形地貌，它都有最原始的數據，都已經探測清楚了，我們是要先繞一圈，然後選地點。

　　**袁嵐峯：**我們要繞三個月，要繞好多好多圈。

　　**劉勇：**所以它先落下去了，我們後面再落。

　　**周炳紅：**而且我們上面有個更高分辨率的相機，比他們以前的分辨率更高，這次已經拍到那種高分辨率的圖片了，這樣也對我們將來選擇那種很平整的着陸點有利，所以先幾個月看清楚了，研究清楚，再降下去。

　　**袁嵐峯：**那麼火星着陸到底有哪幾種方法呢？

　　**劉勇：**我們現在印象最深的是，以前最常用的是氣囊。實際上整個過程都是要分三步走，包院士也講過黑色七分鐘，就是第一個階段要氣動減速，前面有個防護罩，就跟我們載人飛船。

　　**袁嵐峯：**是包為民院士是吧？

　　**劉勇：**對，包為民院士，包院士講過，第一個階段是要氣動減速，就是火星上有大氣。

　　**袁嵐峯：**火箭反推。

　　**劉勇：**第一個階段不用火箭反推，就是氣動。

　　**袁嵐峯：**就是依靠大氣的摩擦力減速是吧。

　　**周炳紅：**是這樣的，先在環繞火星軌道，如果我們的話需要減速，包括美國也要減速一下，就讓它掉到火星上去，減速了以後就靠氣動減速了。

　　**劉勇：**然後再就是要用要降落傘，這速度減下來之後，4公里每秒降到400多米每秒，這個時候就可以開傘了，用傘這是第二階段，第三個階段其實就有幾種不同方案，比方説毅力號用的是空中吊車，這個是能夠解決比較大的這個，是稍微大一點的重量的。以前最常用的是氣囊，我印象最深的是勇氣號着陸的視頻，它會突然一下爆開一個氣囊，好像周圍都長了氣球，然後它在火星上彈。

　　**周炳紅：**彈跳好多次。

　　**袁嵐峯：**它那火星車是包在氣囊裏面。

　　**劉勇：**對，那個彈的過程我看了一下，從它第一個着陸點到最後之間的距離有10多公里。

　　**袁嵐峯：**翻滾了這麼遠，如果那有個溝的話，它就一路掉下去了。可能着陸地點選擇得必須非常準確才行，要不然它掉下去出來了。

　　**周炳紅：**這兩種了。

　　**劉勇：**對，還有一種是像中國的嫦娥四號那樣，最後用一個反推火箭，當然其實前面也用反推火箭，比方説像空中吊車那種反推火箭，在中國基本上是反推火箭把速度減為0，然後在離地面大概是幾米的地方就關掉火箭了。

　　**袁嵐峯：**我們這次用的仍然是火箭反推的辦法是吧？

　　**劉勇：**對，這招我們玩得熟啊。

　　**袁嵐峯：**是的，火箭反推技術中國算是掌握了，因為跟它對照的就是印度，就在2019年的時候，印度也嘗試一次月球的軟着陸，叫做月船二號，他就是用火箭反推技術，但是它的技術也太差了。無論是發動機的動力還是數量，第一，它的發動機太小了。

　　**劉勇：**它是這樣的。

　　**周炳紅：**是引進俄羅斯的。

　　**劉勇：**這個要用一個，最理想的就是像中國這樣，叫可變推力，我這推力可變，我想要大就大，想要小就小。

　　**袁嵐峯：**沒錯。

　　**劉勇：**印度沒有掌握這個技術他怎麼辦？他最開始找俄羅斯買，俄羅斯不賣給他。這個合同都簽了，後來把人給涮了。然後他後來自己做了套方案。我搞幾個……

　　**袁嵐峯：**是。

　　**劉勇：**我裝了5台火箭，這樣我就是説，我想要大推力的時候我全開是吧。

　　**袁嵐峯：**他去調整那個數量。

　　**劉勇：**對，我就通過數量來控制。

　　**袁嵐峯：**這是很詭異的一個方法。

　　**劉勇：**這個方案就很複雜，只要一台火箭工作不正常，整個東西就翻車了，最後就成功地翻車了。

　　**袁嵐峯：**它是最後到離這個月面還有兩三公里的時候，它失去聯繫了，不知道它跑哪兒去了，最後它肯定是撞到月球上去了。這個就是很悲劇的一個故事，因為每一個火箭的推力都很小，都是幾十牛的，然後它搞了好多台，最後就完全控制不過來了。

　　**劉勇：**他的方案改了好幾次，前面這個是裝3台裝4台。然後包括它整個的重量。所以這個東西是，這個航天還是一個很硬核的科技，行就是行，不行好像你想糊弄過關也沒那麼容易。

　　印度還玩了很多這種小花招，比方説他在輪子上印的印度的國旗國徽，這樣他這個車如果是在月面上跑起來，他們印度的國旗國徽就成功地印在這個。

　　**袁嵐峯：**它是印ISRO，印度空間研究組織，它的徽標。

　　**劉勇：**那個也印了那個徽標。

　　**袁嵐峯：**是，但是它的月球車的它沒有在上面跑，所以它目前為止它還沒有印上去，我估計他們下一次再去試，因為今年他又要去試了。所以我們不知道他這次能不能成功，如果成功他可能又要搞這個，所以到時候我們就會看到在月球上印上印度的標誌了。

　　**袁嵐峯：**那麼對於這個火星探測器着陸地點的選擇，我們到底是有些什麼考慮呢？

　　**劉勇：**我在接觸這個問題之前，我最開始希望的是説，我們得去最可能找到生命的地方，或者是最有科學價值的地方去着陸。後來我研究這個問題，我發現第一考慮是工程，這個事也很有意思，就是説我們要保證這個火星車，第一個是要保證走出去，這個着陸器能夠成功地着陸。第二個是保證這個火星車能夠成功地開出來。這就有幾個條件，第一個條件是這個地方不能太軟，太軟了，整個着陸器就陷下去了。火星車就沒法開了。

　　**袁嵐峯：**掉到一個沼澤地裏面去了。

　　**周炳紅：**先得成功才能説是好。

　　****劉勇：****第二個（條件）就是我們要，周圍的地相對比較平坦，它不能有那些大石頭那些稀奇古怪的東西，因為我們，而且周圍整個一大片區域都不能有，所以我們現在是有兩個備降點，備選的點。

　　所以這兩個地方都滿足這個條件，當然我們在這裏還要考慮科學的因素，科學因素，我覺得這裏有幾個地方。比方説絕大部分都是選擇在赤道附近，火星的赤道正負30度以內，這個其實也是一個工程的考量。還有一個科學考慮，一個是我們能夠找到水的地方，能夠找到水合物，還有呢就是，或者是它不同的幾個地質塊，不同時期的地質塊，相鄰的地方，我們最好落在那邊上。我們就可以去……

　　**周炳紅：**跨越地質帶。

　　****劉勇：****對，跨越地質帶。這樣我們就可以去探尋火星的歷史，而且是不同時期的歷史。還有就是如果不能這樣的話，我們最差也能夠找出一種它有很多，因為火星，我們知道火星上有很多隕石坑。鑽下去，然後濺一塊土出來，然後過一段時間又一個東西鑽下去，然後濺一塊土出來，我們最好能找到這種不同時期的土堆的地方放在那個附近。

　　**袁嵐峯：**這個要求可就難了。

　　**周炳紅：**所以提前要做很多觀測和科學的研究準備。

　　**袁嵐峯：**那得是一個有很多隕石坑的地方是吧？

　　****劉勇：****它只要是，其實隕石坑有的大，有的小，就是説不同的隕石坑都在這附近能夠找到，而且不同時期的。

　　**周炳紅：**可能是這樣，就等於是，隕石有一個規律，就是你越大的，其實你間隔的時間就越長，打比方如果是一公里的，打個比方，它可能1000萬年才一次。

　　**袁嵐峯：**它可能是個冪律分佈是吧？

　　**周炳紅：**那你可能100米撞擊的，可能是那100萬年一次，那也就是説你可能是在一個一公里撞擊，然後它有10公里大的一個大坑裏面，也就是説，打比方，現在看到的，這就是1000萬年前的。然後中間又撞了第二個，如果是這種，我覺得，就像剛才你解釋的，這種地方它就很好，那就可以看裏面這兩次撞擊之間的對它地質的影響或者什麼，能獲得更多更豐富的科學數據。

　　**袁嵐峯：**周老師現在研究這個小行星防禦，這其實就跟你們這個小行星防禦是相關的對吧。就是判斷我們有一個小行星撞到地球上那個概率有多大，這其實就是通過這種分析。

　　**周炳紅：**對。

　　****劉勇：****火星上還有一個特點就是它那個坑都留在上面了。所以有人會用坑的密度來算那個地塊形成的歷史。

　　**袁嵐峯：**是的。

　　****劉勇：****坑越多的地方，説明撞擊的次數越多，説明這個地方越古老。對，就跟人臉上的皺紋一樣，皺紋越多，年紀就越大。

　　**袁嵐峯：**就是美國毅力號火星車，它特別有勁，因為它用的是核動力，而我們天問一號我們用的還是太陽能的動力，這個功率它的能量就遠遠不如毅力號，這是為什麼呢？

　　****劉勇：****這個可能就是個技術性的問題。我們那個太陽能電池板畢竟我們用得熟一些，核電池我們也試驗了。

　　**袁嵐峯：**我們用過，我們在這個嫦娥上面用過。

　　****劉勇：****我們是用過，其實基本上就是説測試一下，我覺得這個還是處於一個測試階段，我覺得這項技術沒有掌握得特別成熟。

　　**周炳紅：**而且這個東西特別貴，美國那個核電池花了7000萬美元，這大概相當於我們一個飛行任務的價格了，光核電池。

　　**袁嵐峯：**但我印象中我們以前用過的核電池，好像是用在月球上保温的是吧？

　　**周炳紅：**對，那個功率小，然後結構也簡單，它不用轉換成電，它只要是產生熱就行了，這個比較簡單，但是要發電的話技術難度還是很高的。

　　**袁嵐峯：**但是保温技術對我們也還是非常關鍵的。因為這樣的話才能夠度過月夜月晝這個時間，否則探測器在月球上活不過14天，它一到月夜的時候就掛了。

　　**周炳紅：**但是我們這次“天問一號”也用了一個創新性的技術，就是在火星車上面，兩個天窗一樣的。它這裏面裝了一個叫做相變儲能的材料，叫正十一烷。它有個很好的性質，就是它的液固相變點，剛好在火星白天和夜晚温度之間，大概是-26度，火星最高温度大概零度附近，然後最低温度可能-80度左右，所以它在這兩者之間，白天的時候它就液化了，化成水一樣的液體，到晚上特別冷，它就凝固放熱，這樣等於是你在火星車的表面最低也就是零下26度，在這裏面，我們那些載荷就可以保證在零度附近，那樣我的載荷是可以正常工作的。

　　**袁嵐峯：**相當於一個緩衝墊是吧？

　　**周炳紅：**對，所以它是用了一個應該説也是創新性地用了一個新的儲能的技術。

　　**袁嵐峯：**那麼這個其實已經在很大程度上回答了下面一個問題，就是説我們的“天問一號？跟美國有什麼不一樣的探測技能？那個是説我們有什麼不同的技術是吧？但是如果要跟美國有不同的探測，我們有什麼？

　　****劉勇：****我的理解就是説，我們最主要的目標還是在火星上去找生命。

　　**袁嵐峯：**這跟美國是一樣的，跟其他任何國家都是一樣的。

　　****劉勇：****對，其實我覺得我們這次就用了一整套方法，從天到地，這個問題我們就這麼來理解吧，一個是能夠找出生命，這是最好的直接找到是生命有機體，如果找不到有機體，我們退一步找出生命存在過的痕跡，比方説化石有機物大分子這都是。

　　這些如果還找不到，我們找到適合生命存在的條件，以前曾經是有水有温暖的環境，所以我們這些東西都是我們的目標，就是能夠找到水，找到分子，找到我的印象中，我們有一台特別酷的儀器，特別好玩，就像上面是有一個激光的，這是能發出一束激光的。

　　**袁嵐峯：**這是個激光器？這個看上去像一個照相機的東西實際上是一個激光器。

　　****劉勇：****然後激光會把火星表面的岩石氣化，然後我們再測那個光譜。

　　**袁嵐峯：**這是多猛的激光啊，biu的一下子岩石就氣化了。

　　****劉勇：****這個技術好像還是比較常用的，它就是測這個成分，所以在這裏頭我們就説不管是我們要找生命，還是要找生命存在的條件，包括火星生命存在的條件，我們都是，成分都是很關鍵的，這個是我覺得是一個最有意思的儀器。然後其他還有一些比方説最常見的就是相機，我們要測火星上的地形地貌，各種分辨的相機，還有多光譜的照相，這樣我們就，還有一個雷達，雷達很有意思，雷達是我們可以去測的是，雷達不僅火星上有，天上也有，是我們能夠測它的土壤到底有多厚。

　　**袁嵐峯：**這相當於一個遙感技術是吧？

　　****劉勇：****對，這是遙感技術。還有一個就是我們要測火星上，有時候有冰，我們前面也提到了，它要測冰的厚度，冰的厚度都是用雷達來完成的。這裏還除了遙感器技術，我覺得還有一個最不起眼的就是磁強計。

　　**袁嵐峯：**它是探測火星的磁場的。

　　****劉勇：****對，它是探測火星磁場，其實大家都知道火星是沒有。

　　**袁嵐峯：**現在火星不是已經沒磁場了嗎？

　　****劉勇：****但是它保不齊，它有一些叫剩磁，就是局部地區，它不是説整體是一塊大的磁鐵，它局部地區有一些，也分佈了一些小型的這些，有磁的區域，這些區域我們也很關注，對於火星它是如何形成演化。其實周老師之前也跟我聊過，火星有個南北不對稱性的問題，特別有意思。

　　**周炳紅：**那現在先講了，我們如果看火星地圖，它就是會發現南北很不對稱。

　　**袁嵐峯：**你是説火星的外形上就能看出來不對稱？

　　**周炳紅：**你看如果是有等高線的。

　　**袁嵐峯：**那它像個鴨梨一樣的。

　　**周炳紅：**它在北極，你看北邊一大塊是藍色的，很深色的，表示它那裏高度很低，比平均高度，那個球它是陷下去的，在赤道附近是隆起來的，包括阿爾卑斯山它都是隆起來的。

　　**袁嵐峯：**您是説那個奧林匹斯山吧。

　　**周炳紅：**對，奧林匹斯山。都是一片深色的，紅色的就是在赤道附近，火星赤道附近。那麼這個起源是什麼？其實也跟後面兩顆衞星也有關係，就是説這衞星有可能又是我那個專業小天體撞擊起源的。它在北極那撞了一下。

　　**袁嵐峯：**其實那兩顆衞星本來是火星的一部分是吧？

　　**周炳紅：**對，它其實是有一顆接近1000公里的小天體撞擊的，在40多億年前可能42億或者43億，火星剛形成不久，在北極撞了一下，所以北極那邊就淺了一塊，然後它飛出去了。那時候其實會形成一個火星環，有些就掉到赤道附近，然後有些慢慢地就凝結成一個，聚集成一個小的衞星，火星的衞星。

　　**袁嵐峯：**但是這個衞星還是非常不規則的，跟個土豆似的。

　　**周炳紅：**對，現在還有兩個就是10公里左右的，幾十公里的衞星，其實中間會有一些更大的衞星，但是它在潮汐力的作用下不停的往下掉，然後碎了再全部掉到赤道附近。當然這是一個猜測，也需要如果能採樣什麼的，近地更仔細地探測來證實這些猜想。

　　**袁嵐峯：**這又讓我想到，我們當初搭乘俄羅斯火箭那次失敗了，其實那個火箭主任務叫做，去福布斯（Phobos）的，福布斯-土壤號。福布斯就是火衞一嘛。

　　****劉勇：****火星這兩個名字也很有意思，它一個叫福布斯，翻譯成中文應該是恐懼、害怕，然後另外一個叫得摩斯（Deimos），那個也是害怕，後來我查了一下，福布斯是戰鬥，他們都是戰神的兒子，福布斯是戰鬥中的害怕，然後迪得摩斯是戰鬥前你會感到緊張。所以這個火衞一和火衞二，這個名字就對應着這個來了。

　　**周炳紅：**火星就叫戰神，火星就叫Mars。

　　**袁嵐峯：**當初我們的福布斯-土壤號，它的主任務就是説要去落福布斯對吧？在那上面落然後取樣返回，這看起來是個非常神奇的任務，你還沒有從火星取樣返回，你就要從火星的衞星取樣返回了，但是其實這是個有點投機取巧的任務，因為從火星的衞星返回是非常容易的。

　　****劉勇：****對，相對容易多了。

　　**袁嵐峯：**因為衞星那麼小，它幾乎都沒引力是吧？真正的困難是落下去，因為它沒有引力。

　　****劉勇：****落準了是很難。

　　**袁嵐峯：**你都很難讓它吸住你。

　　**周炳紅：**實際上你是蜻蜓點水沾一下。

　　**袁嵐峯：**你要離開它是非常容易的，你要固定在上面反而是很困難的。所以如果它真的落上去了，它應該很容易回來。唯一的問題只是它剛從地球一出發，然後就失去控制了。

　　****劉勇：****是，後來還留了個笑話，説我們本來要去天津的，二環都沒出就掉下去了。

　　**袁嵐峯：**這是很可惜的事情，但是俄羅斯好像現在是跟歐盟合作，又做了一個火星的項目是吧？

　　**周炳紅：**對。

　　**袁嵐峯：**那個是什麼時候發射？

　　**周炳紅：**就是那個，就是今年沒發射那個。

　　**袁嵐峯：**好吧。

　　**周炳紅：**所以應該兩年之後，他們還要發射。

　　****袁嵐峯：****就是歐盟那個已經跟俄羅斯合作了是吧？然後他們那個也是要去火星的衞星嗎？

　　**周炳紅：**這個是去火星，要着陸火星。

　　**袁嵐峯：**但是我印象中俄羅斯好像還有一個要去落火星衞星的。

　　****劉勇：****俄羅斯是有落火星的情結的，好像第一次成功的降落，他們宣稱，他們一直認為他們是第一個落火星的，但那玩意落下去之後幾秒鐘就掛掉了。

　　**袁嵐峯：**他傳了一張照片，都沒傳完，然後大家看到的是一張傳了一半的照片。

　　****劉勇：****很神奇。

　　**周炳紅：**現在是日本有一個明確的，要去火星衞星上採樣的。

　　****劉勇：****日本好像現在特別熱衷於去小天體。

　　**袁嵐峯：**對，那個隼鳥號，然後隼鳥二號。

　　**周炳紅：**因為他們有獨特的很小推力的電推進技術，已經得到驗證了。

　　**袁嵐峯：**他們是發揮自己在這方面的優勢。

　　**周炳紅：**對，電推進推力小，但是工作時間長，也很靈活，所以他們就去了兩次小天體採樣。

　　**袁嵐峯：**他就很適合去落這種沒有什麼引力的小天體。對別人來説是個困難。

　　**周炳紅：**對它來説是個優點，日本的精密機械很好，所以它電推進技術很發達，目前世界上做的最好的。

　　袁嵐峯：《柯南》有一集就是講隼鳥號從外面取樣返回，然後有恐怖分子劫持了，要砸到東京的一個大廈上，他如何去解決這個問題，你看日本人對隼鳥號是非常自豪的，這是他們的一個國寶了。

　　**袁嵐峯：**我們下一個問題是説地球到火星有這麼遠，那我們這個探測器到底是怎麼去控制它的，還有信息到底是怎麼傳回來的？

　　****劉勇：****這些現在都有比較成熟的技術，一個是深空的測控，就是我們要準確的測火星的位置，這個飛船的位置在哪裏？跟火星的相對位置在哪裏，有多遠？這個也得要測得很精確，軌道要測得很精確，這樣我們才能開始往下落，現在有項技術叫做 VLBI。

　　**袁嵐峯：**甚長基線干涉是吧？

　　****劉勇：****對。

　　**袁嵐峯：**Very Long Baseline Interferometry。

　　****劉勇：****我前兩天剛剛把這個學會。然後還有數據傳輸是另外一套體系，是叫深空的通信網，有特別大的那種70米口徑的那種鍋，那個天線就是用來跟深空進行通信的。

　　**袁嵐峯：**那個是在我們國內的嗎？

　　****劉勇：****國內有。

　　**周炳紅：**就在北京邊上，在武清，直徑70米的天線，這也是第一次使用。

　　**袁嵐峯：**那我們這次有沒有同時借用其他國家的。

　　****劉勇：****應該有，我的印象中是有。

　　**周炳紅：**借了很多，那個火箭上，他當時發射在火箭上就標了好多這個ESA、阿根廷、西班牙都標了他們航天局的字母在上面，就是因為用到了他們的測控站，因為我們國家的海外測控站是數量不夠的，我們只是在阿根廷有一個，所以阿根廷的也標了，是因為我們的測控站放在他們那，可能也用了他們本身的自己的一個測控站。因為這個地球是圓的嘛，如果我們轉到沒對到火星的時候，我們就沒法測控。

　　所以特別是歐洲，歐洲是互補性最強的，美國不給我們。美國沒有，美國其實它是全球都有的。那麼主要的我們沒有的地方，其實也從這種政治裏面也能看出來，我們在澳大利亞沒有，在歐洲有，澳大利亞在南半球剛好跟我們緯度差不多。

　　**袁嵐峯：**他如果有的話對我們倒是挺有幫助的。

　　**周炳紅：**對，還有在非洲那邊，還有就是在赤道上美洲附近，歐盟他們都有，歐盟是有比較完全的深空測控網。

　　**袁嵐峯：**去年我和周老師直播“嫦娥五號”的時候，周老師就提到過説如果你要問中國的月壤樣品會分給哪些國家，其實你明顯就能看出來，誰給我們提供了測控的幫助，一個是西班牙，還有一個是誰來着？

　　**周炳紅：**還有一個是法國。

　　**袁嵐峯：**所以你看實際上這是老搭檔了。

　　**周炳紅：**對。

　　**袁嵐峯：**像這種航天活動，本來就應該是全世界所有國家大家有條件都來幫忙。

　　**周炳紅：**所以我們國家的話它怎麼辦呢？在國內的時候我們就在東端起一個城市，就是黑龍江的佳木斯，在西端就是我們雞的尾巴，在應該是新疆的喀什，在喀什有4個35米的測控天線。

　　**袁嵐峯：**所謂這個深空測控網其實就是這些大鍋的這麼一個網是吧？

　　**周炳紅：**對，很大的天線都是幾十米的。

　　**袁嵐峯：**然後甚長基線干涉，我也來解釋一下，它實際上指的是由這些望遠鏡的陣列組成的一個，再把它們整體當成是一個大的望遠鏡來用，對吧？因為它隨着地球自轉，它們會掃過一個很大的面積，幾乎相當於整個地球的面積。實際上這是一個非常重要的技術，比方説2019年給黑洞拍照，它就是用到甚長基線干涉的技術，這樣的話等於集中了全球所有的這些大口徑望遠鏡的力量，你才能拍到一個那麼離我們那麼遠那麼模糊的一個像。所以這個結論就是説我們探測器的遙控信息回傳，實際上是全世界所有國家都來幫忙，除了美國之外。

　　****劉勇：****其實我是覺得在這個事情上就應該國際合作，這個都是我們是為人類在探索外太空，所以這應該是集中全人類努力的，所以我是在美國學習，我當時在那個時候正好是趕上這個法案的通過。

　　**袁嵐峯：**禁止跟中國航天合作。

　　****劉勇：****然後我們當時要跟美國人合作寫文章的話，還要一定要有第三國參與。

　　**袁嵐峯：**只有中美兩國是不行的，還必須加上一個是吧。

　　****劉勇：****加個德國人或者加個日本人。

　　**袁嵐峯：**如果我們要解讀這個探測器從火星傳回的數據和照片，我們要怎麼來解讀，要用到什麼技術？

　　**劉勇：**事實上衞星數據處理是一個很大的一個，我前面講過一段就是所謂data mining。首先這個數據，比方説就像我們這張桌子，我們要成像，我們一定要先拍一下，我們可能看到的是一張桌子，當我們看到周圍的對比強烈的地方或對比不強的地方，相對我們要把這個東西都給給出來，我們要有一個原始的東西來給它標定。這是要在地面上先做試驗的，就是我拍一個桌子要像一個桌子。

　　**袁嵐峯：**要做一個1:1的模型。

　　**劉勇：**對。我這個數據處理的程序，能夠根據我拍的影像，把這個圖，把這個東西的圖像反演出來。這是第一步。

　　**袁嵐峯：**火星上確實有個地方長得像個人臉，然後引發了大量的陰謀論。

　　**劉勇：**對。或者説那個地方是一個河道，然後我們要跟已知的信息進行標定，還有儀器和儀器相互要進行標定，所有這些標定做好了，最後我們才能把最後的圖像展示給大家。

　　我覺得這是航天探測中，一般人很少會涉及到，一般都是説火箭飛船什麼時候可能會任務失敗，像這個地方做不好，也是我們沒有最大限度地利用我們的探測結果。