2021年5月15日，中國首次火星探測任務(wù)天問(wèn)一號探測器在火星成功著(zhù)陸，首次在火星留下中國印記。一年多的時(shí)間里，從發(fā)射、環(huán)繞到著(zhù)陸、巡視，天問(wèn)一號的一舉一動(dòng)備受世界關(guān)注。
截至目前，祝融號火星車(chē)已在火星北部低地的烏托邦平原區域行駛1年多的時(shí)間，累計行駛近2000米，獲得大量寶貴的科學(xué)探測數據?！疤交稹币荒?，天問(wèn)一號有何收獲？在不遠的將來(lái)，中國深空探測將走到多遠？
祝融號火星車(chē)：
連續“服役” 暫時(shí)“冬眠”
中國國家航天局日前發(fā)布的信息顯示，天問(wèn)一號著(zhù)陸火星一年來(lái)，祝融號火星車(chē)已在火星表面工作356個(gè)火星日，行駛總里程1921米。環(huán)繞器自發(fā)射以來(lái)已飛行661天，進(jìn)入環(huán)火軌道后，持續開(kāi)展遙感探測。目前，兩器狀態(tài)良好，累計獲取并傳回原始科學(xué)數據約940GB。
在中國航天發(fā)展史上，天問(wèn)一號任務(wù)實(shí)現了6個(gè)“首次”：首次實(shí)現地火轉移軌道探測器發(fā)射；首次實(shí)現行星際飛行；首次實(shí)現地外行星軟著(zhù)陸；首次實(shí)現地外行星表面巡視探測；首次實(shí)現4億公里距離的測控通信；首次獲取第一手火星科學(xué)數據。
踏上火星大地后，祝融號火星車(chē)經(jīng)歷了多重考驗。在完成了90個(gè)火星日的巡視探測任務(wù)后，祝融號火星車(chē)度過(guò)了日凌階段——太陽(yáng)運行至地球和火星中間，受太陽(yáng)電磁輻射干擾，器地通信不穩定。按照既定預案，火星車(chē)在日凌期間暫?？茖W(xué)工作。日凌結束后，“超期服役”的祝融號火星車(chē)繼續開(kāi)展拓展性巡視探測任務(wù)，獲取巡視區域地形地貌影像、行駛路徑磁場(chǎng)信息和地下剖面結構信息，巖石、沙丘等典型地物的成分信息以及溫度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速氣象信息等第一手科學(xué)數據，探尋火星起源與演化之謎的線(xiàn)索。
進(jìn)入2022年，天問(wèn)一號接連傳回“問(wèn)候”和喜訊，留下了許多難忘的時(shí)刻——農歷虎年春節前夕，天問(wèn)一號從火星軌道傳回一組“自拍”視頻拜年；北京冬奧會(huì )開(kāi)幕當天，天問(wèn)一號探測器與五星紅旗和冬奧會(huì )、冬殘奧會(huì )會(huì )徽同框……一系列“美拍”和科學(xué)影像的發(fā)布，讓公眾對神秘的火星有了更多了解和認知。
據專(zhuān)家介紹，目前祝融號火星車(chē)的巡視區已進(jìn)入冬季，白天最高氣溫降至零下20攝氏度以下，夜間最低氣溫更是降至零下100攝氏度，到7月中旬火星冬至前后，氣溫還會(huì )進(jìn)一步下降。與此同時(shí)，天問(wèn)一號任務(wù)團隊通過(guò)環(huán)繞器獲取的中分辨率圖像判斷分析，祝融號所處區域正在經(jīng)歷強烈的沙塵天氣。
為應對沙塵天氣導致的太陽(yáng)翼發(fā)電能力降低及冬季極低的環(huán)境溫度，按照設計方案和飛控策略，祝融號火星車(chē)已于5月18日轉入休眠模式。預計今年12月前后，巡視區將進(jìn)入初春季節，環(huán)境條件好轉后，祝融號將恢復正常工作。在此期間，環(huán)繞器將繼續開(kāi)展遙感探測，并為火星車(chē)提供中繼通信支持。
探測成果：
發(fā)現近期水活動(dòng)跡象
天問(wèn)一號著(zhù)陸火星和祝融號行駛火星一年多來(lái)，中國國家航天局已發(fā)布了十批天問(wèn)一號科學(xué)探測數據?？茖W(xué)家通過(guò)對探測數據的研究，陸續發(fā)布了新的科學(xué)發(fā)現和科研成果。
近日，中國科學(xué)院公布了一項研究成果——中科院國家空間科學(xué)中心劉洋團隊在地質(zhì)年代較為年輕的火星著(zhù)陸區，發(fā)現了一種巖化的板狀硬殼層，其富含含水硫酸鹽等礦物，形成過(guò)程可能與地下水波動(dòng)有關(guān)。
火星是如何從一個(gè)“海洋星球”演變?yōu)椤吧衬行恰钡?？火星的水環(huán)境演化過(guò)程是火星研究的重要內容之一。據劉洋介紹，祝融號火星車(chē)著(zhù)陸區位于年輕的亞馬遜紀地層上——30億年前至今的亞馬遜紀是火星地質(zhì)年代幾個(gè)主要階段的末期。已有的研究認為，火星在亞馬遜紀時(shí)期氣候寒冷干燥，液態(tài)水活動(dòng)的范圍和程度極其有限。
利用祝融號火星車(chē)的探測數據，研究團隊發(fā)現了巖化的板狀硬殼層，其中富含含水硫酸鹽等礦物。據推斷，這些硬殼層可能是由地下水涌溢或者毛細作用蒸發(fā)結晶出的鹽類(lèi)礦物，膠結了火星土壤后經(jīng)巖化作用形成。
劉洋說(shuō)，這一發(fā)現意味著(zhù)火星在亞馬遜紀時(shí)期的水活動(dòng)可能比以前認為的更加活躍，祝融號著(zhù)陸區以及火星北部平原的廣泛區域可能含有大量以含水礦物形式存在的可利用水，可供未來(lái)載人火星探測的原位資源利用。這一發(fā)現，對理解火星的氣候環(huán)境演化歷史具有重要意義。
行星探測：
未來(lái)進(jìn)行小行星探測及采樣
根據《2021中國的航天》白皮書(shū)顯示，未來(lái)5年，中國將繼續實(shí)施行星探測工程，發(fā)射小行星探測器、完成近地小行星采樣，完成火星采樣返回等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
根據規劃，中國還將陸續實(shí)施天問(wèn)二號、天問(wèn)三號、天問(wèn)四號等任務(wù)。中國航天科技集團五院介紹，目前天問(wèn)二號探測器已轉入初樣研制階段，任務(wù)正在加快推進(jìn)。
中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁說(shuō)，中國的深空探測會(huì )長(cháng)期持續，“能走多快走多快，能走多遠走多遠”。后續的主要任務(wù)是對深遠空間的小行星進(jìn)行探測，希望能對小行星進(jìn)行采樣，成為擁有小行星樣品的國家。
中國首次火星探測任務(wù)總設計師張榮橋說(shuō)，小行星探測任務(wù)除了科學(xué)研究的意義之外，也將通過(guò)技術(shù)的遞進(jìn)式發(fā)展，為后續火星取樣返回驗證相關(guān)技術(shù)。
火星取樣返回可謂火星探測“皇冠上的明珠”，目前還沒(méi)有國家做得到。張榮橋說(shuō)，與月球采樣返回相比，火星取樣返回存在諸多難點(diǎn)——火星的“個(gè)頭”比月球大得多，從火星上起飛返回需要更大的逃逸速度，這就要求火箭有更強的動(dòng)力；火星表面存在大氣，從火星表面起飛需要一整套適應火星大氣環(huán)境的飛行產(chǎn)品及其控制系統；再加上往返火星路途遙遠，火星環(huán)境惡劣，都增加了取樣返回的難度。
吳偉仁說(shuō)，未來(lái)中國還準備進(jìn)行太陽(yáng)系其他行星的穿越探測，如對金星和威脅地球的近地小行星進(jìn)行探測，實(shí)現對其預警、防御、處置等。
中國行星探測工程是開(kāi)放的，中國始終致力于在深空探測領(lǐng)域推進(jìn)國際合作。在天問(wèn)一號任務(wù)實(shí)施過(guò)程中，中國與有關(guān)國家和國際組織在測控支持、載荷研制、科學(xué)研究等方面開(kāi)展了卓有成效的合作。
其中，中國與歐空局開(kāi)展了工程技術(shù)合作，祝融號火星車(chē)與歐空局“火星快車(chē)”軌道器在軌中繼通信試驗取得成功；與奧地利、法國開(kāi)展了科學(xué)載荷合作；設在阿根廷的深空站是中國首個(gè)海外深空測控站，為天問(wèn)一號提供了測控支持；中國還與美國建立了火星探測器軌道數據交換機制，啟動(dòng)了小行星探測任務(wù)國際載荷搭載合作等。