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歐俄聯合探火尋找火星生命

發布時間：2016-03-18　　字號：大中小

　　2016年3月14日下午17:31，歐洲空間局和俄羅斯聯邦航天署聯合研製的“ExoMars 2016”火星探測器，搭乘俄羅斯研製的“質子”號火箭，從位於哈薩克斯坦的從拜科努爾航天發射場升空，預計今年10月16日抵達火星。“ExoMars”是“Exobiology on Mars”的英文縮寫，即火星太空生物學計劃。
　　
　　發射成功隻是任務的開始

　　
　　發射升空後，軌道器和著陸器還將進行一係列的分離和軌道調整，其中軌道器將持續工作至2022年：　　
　　
　　2016年3月14日，任務發射（發射窗口為14日-25日）；
　　
　　2016年10月16日，著陸器與軌道器分離；
　　
　　2016年10月19日，軌道器進入火星環繞軌道；
　　
　　2016年10月19日，著陸器被火星捕獲，隨後著陸在火星表麵；
　　
　　2016年10月19～23日，著陸器將在火星表麵開展短期科學考察；
　　
　　2016年10月25日，軌道器進入軌道傾角為74°的火星科學實驗軌道；
　　
　　2016年10月27日，軌道器進行遠火點製動，繞火星一圈的周期由4個火星日變為1個火星日；
　　
　　2016年11月4日～2017年6月，軌道器進行火星大氣製動，降低軌道高度；
　　
　　2017年6月，軌道器進行相關的科學實驗操作工作；
　　
　　2019年1月17日～2022年12月，軌道器結束火星考察，轉而為後續火星表麵探測任務提供中繼通信服務；
　　
　　2022年12月，任務結束。

　　
　　發射升空後，整流罩拋離，“ExoMars”探測器開始脫離火箭獨立工作

　　
　　地麵控製中心正在緊張跟蹤“ExoMars”探測器

　　
　　“ExoMars”在環繞地球進行多次加速後飛向火星

　　
　　火星從來就不是一場說走就能走的旅行
　　
　　由於地球和火星都是運動的天體，所以從地球出發的火星探測器並非任何時候都可以發射，而是每隔2年零2個月（780天）才有一次發射機會，這樣的發射機會稱為發射窗口。也就是說，火星探測器的發射窗口每隔26個月才會打開一次。這是因為每隔780天，太陽、地球、火星就會排列成一條直線，稱為火星衝，此時是發射火星探測器的好機會。
　　
　　2003年8月23日的火星衝，火星正好處於離太陽最近的位置（近日點），這時火星與地球的距離最近，僅為5575萬公裏，即火星大衝。這一年的6月2日，歐空局發射其曆史上第一個火星探測器“火星快車”號，同樣由羅斯“聯盟-FG”號運載火箭在哈薩克斯坦拜克努爾衛星發射場發射升空，“火星快車”號攜帶一個軌道器和一輛“獵兔犬2號”火星車。火星快車軌道器取得了成功，但遺憾的是，獵兔犬2號著陸後就不知所終，再也聯係不上。
　　
　　火(huo)星(xing)是(shi)太(tai)陽(yang)係(xi)中(zhong)與(yu)地(di)球(qiu)最(zui)為(wei)相(xiang)似(si)的(de)行(xing)星(xing)，也(ye)是(shi)唯(wei)一(yi)有(you)可(ke)能(neng)實(shi)現(xian)大(da)規(gui)模(mo)移(yi)民(min)的(de)星(xing)球(qiu)。因(yin)此(ci)，火(huo)星(xing)一(yi)直(zhi)是(shi)太(tai)陽(yang)係(xi)探(tan)測(ce)的(de)熱(re)點(dian)和(he)重(zhong)點(dian)。火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)的(de)方(fang)式(shi)主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)遙(yao)感(gan)探(tan)測(ce)和(he)著(zhe)陸(lu)探(tan)測(ce)兩(liang)種(zhong)。遙(yao)感(gan)探(tan)測(ce)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)軌(gui)道(dao)器(qi)實(shi)現(xian)，目(mu)的(de)是(shi)對(dui)火(huo)星(xing)表(biao)麵(mian)開(kai)展(zhan)全(quan)球(qiu)性(xing)遙(yao)感(gan)；zheluhexunshitancezhuyaotongguozheluqihehuoxingchelaishixian，mudeshiduihuoxingbiaomianzhongdiandiqukaizhandingdianjingxitance，bingxunzhaohuoxingzengjinghuoxianzaicunzaishengmingdezhengju。
　　
　　軌道器飛行在火星大氣層之外，技術相對容易一些。而如果是火星車或著陸器，則需要穿過火星大氣層才能“踏”上火星表麵，是火星探測中最關鍵的技術瓶頸。當前，美、俄、日、印、歐等國家和組織都已經或正在積極開展火星探測。1975年以來，美國已成功實施七次火星表麵著陸探測，分別是海盜1號和海盜2號（軌道器/著陸器）、“火星探路者”號著陸器和火星車、“勇氣號”與“機遇號”火星車、“鳳凰號”著陸器、“好奇號”火星車。這些表麵著陸任務充分驗證了火星探測的技術和能力，實現了火星表麵安全著陸與移動探測。
　　
　　安全著陸在火星表麵主要通過3種方式來實現，分別是：氣囊緩衝、著陸支架緩衝、空中吊車著陸。20世紀90年代以來，“火星探路者”號通過氣囊緩衝方式成功著陸至火星表麵，初步驗證了火星大氣層進入、減速、著陸的全過程（英文縮寫為EDL）；21世紀初，“勇氣號”與“機遇號”火星車成功實現大範圍表麵巡視，並使氣囊緩衝著陸技術逐漸成熟；此後，“鳳凰號”著陸器使用著陸支架緩衝方式，實現了火星北極地區的安全著陸；2012年，“好奇號”火星車實現了質量更重的探測器登陸火星表麵，采用了創新性的空中吊車著陸方式。
　　
　　火星探測器從130 多公裏的高空進入火星大氣，時速高達21000公裏（每秒5.9公裏），要在短短七分鍾的時間內，讓探測器的速度降至零，從而實現安全著陸。這也是所有火星探測任務中技術難度最大、失敗概率最高的關鍵時刻，被稱為“黑色七分鍾”。
　　
　　蘇聯曾經對火星探測抱有很大熱情，上世紀六七十年代發射了世界上第一個火星探測器，並在每個發射窗口幾乎都會發射3～4顆火星探測器，雄心勃勃地希望在火星探測上占據領先地位，卻接二連三遭遇失敗，嚴重打擊了自信心。在前蘇聯（含俄羅斯）已經發射的17顆火星探測器中，隻有3顆算得上基本成功，其中有1顆還隻能算部分成功（實現成功著陸，卻沒有取得有意義的成果），整體成功率不足18%。2011年中俄聯合實施火星-火衛一探測任務，同樣遭遇失敗，這說明俄羅斯在火星探測的關鍵技術方麵還存在瓶頸，也是俄羅斯願意與歐洲聯合實施ExoMars火星任務的緣由，希望通過國際合作提升自身航天能力。
　　
　　相比而言，美國目前共發射17顆火星探測器，其中成功13顆，成功率高達76%。所以航天界有人評價，火星是蘇聯人的墳墓、美國人的天堂。
　　
　　近年來，歐洲、印度、日本等國家和組織在火星探測方麵也多有動作，其中印度於2013年11月5日發射亞洲首顆火星探測器。中國的自主火星探測已經論證了十年有餘，最近剛剛批準將於2021年nian實shi施shi我wo國guo首shou次ci火huo星xing任ren務wu。麵mian對dui世shi界jie航hang天tian發fa展zhan的de新xin形xing勢shi，我wo國guo相xiang關guan主zhu管guan部bu門men和he科ke技ji界jie必bi須xu有you戰zhan略lve眼yan光guang，適shi度du前qian瞻zhan，早zao日ri開kai展zhan火huo星xing探tan測ce，在zai人ren類lei探tan索suo太tai陽yang係xi的de征zheng程cheng中zhong做zuo出chu與yu大da國guo地di位wei相xiang適shi應ying的de貢gong獻xian。
　　
　　“ExoMars”分兩次發射：今年發“星”、後年發“車”
　　
　　ExoMars計劃最早始於歐空局1999年紅皮書中提出的火星生物學設想。經過十幾年的演化，ExoMars計劃的主要目的是尋找火星上現在和過去曾經存在生命的痕跡，分為ExoMars 2016和ExoMars 2018兩次任務，分別於2016年和2018年發射，整個ExoMars任務的預算為約16億美元。
　　
　　這次發射的ExoMars2016任務主要目的是分析火星大氣層中的甲烷氣體，驗證火星表麵安全軟著陸的主要關鍵技術，實現著陸器在火星表麵著陸。
　　
　　ExoMars2016火星任務主要包括三大科學目標：
　　
　　1、尋找火星過去存在或現在存有生命的痕跡；
　　
　　2、分析火星次表層土壤中的水和化學環境；
　　
　　3、研究火星大氣中的痕量氣體成分及其來源。
　　
　　通過ExoMars2016火星任務的實施，將實現四大技術目標：
　　
　　1、驗證將科學儀器安全著陸在火星表麵的大氣進入、減速和著陸（EDL）技術；
　　
　　2、實現火星車對火星表麵的巡視探測；
　　
　　3、實現火星次表層樣品采集；
　　
　　4、實現火星樣品采集、封裝、轉移和分析。
　　
　　在ExoMars2016任務之後，歐洲還將實施ExoMars2018任務。2018年正值火星大衝，屆時火星距離地球5759萬公裏，歐空局將於當年7yuefashe，shifangyilianghuoxingchezaihuoxingbiaomianzhelu，huoxingchejiangxiedaiyitaozuantangongjuheduotaokexueyiqi，zuantanzhiliangmishendeturangceng，yiyanjiuhuoxingturangdehuaxuechengfenhekenengdeshengmingxinhao。youyugaishendunengpingbihuoxingshangdeyanhan、幹燥環境和很強的太空輻射，有利於火星生命的保存。因此，2016年發射的軌道器將與2018年的火星車協同探測，開創搜尋火星生命的新篇章。

　　
　　ExoMars任務2016發射的軌道器和2018年發射的火星車協同工作，搜尋火星生命

　　
　　軌道器和著陸器如何分工
　　
　　ExoMars 2016任務由兩部分組成，一個為痕量氣體軌道器（TGO，簡稱軌道器），另一個為減速著陸器（EDM，簡稱著陸器）。其中，軌道器主要用於探測火星大氣中的微量氣體；著陸器用於火星表麵著陸試驗，為2018年更先進的火星著陸做試驗，同時為將來其它火星任務積累經驗。

　　
　　“ExoMars 2016”火星任務中的軌道器（圖片來源：歐空局, D. Ducros）

　　
　　裝配中的“ExoMars 2016”探測器

　　
　　軌道器由歐空局負責研發，目的是搜尋火星大氣層中的甲烷和其他痕量氣體（體積濃度<1%），這些氣體是證明火星現在存在生物或曾經存在生物的標誌物。
　　
　　軌道器的軌道高度約在400千米，搭載的科學儀器主要對火星大氣中的多種氣體進行探測，如甲烷、水蒸氣、二氧化氮和乙炔等，進而確定這些氣體的分布區域及其來源。這些區域，也將是未來火星計劃的最佳著陸點之一。
　　
　　yiyoutancejieguobiaoming，huoxingdaqihanyouweiliangdejiawan，qiebutongdiquhebutongshijiandejiawanhanliangbutong。youyujiawanzaidizhilishizhongnanyichangqicunzai，suoyitancedaojiawanyushizhehuoxingkenengzhijinrengzaichanshengjiawan。buguo，jinguanshengwuxiaohuaguochengzhonghuichanshengjiawan，danqitadewulihuaxueguochengyehuishifangjiawanqiti，birutiedeyanghua。yinci，womenzhijinrengbuqingchuhuoxingdaqizhongdejiawanjiujingshilaiziyushengmingyouguandeshengwuguocheng，haishiyushengmingwuguandewujihuaxuefanying。
　　
　　為支持未來的火星探測任務，2016火星任務特別搭載了一個著陸器。目的是驗證火星表麵安全著陸的技術平台，進行火星表麵登陸試驗，驗證火星大氣進入、減速下降和著陸過程中的關鍵技術，並計劃將一個重3千克的科學儀器包著陸在火星表麵。
　　
　　由於著陸器上既沒有放射性同位素電池（核電源），yemeiyoutaiyangnengdianchiban，yincizheluqizaihuoxingbiaomianzheluhoudenengyuangonggei，zhinengyikaoxiedaidezhudianchigongdian，danqidianlifeichangyouxian，suoyizheluqizaihuoxingbiaomiandegongzuoshoumingzhiyou4個火星日（火星上的一天比地球上長39分35秒）。
　　
　　著陸器主要是為了測量從火星高空至火星表麵的大氣參數，包括大氣密度、溫度、壓力、風場等；測量火星強塵暴條件下的大氣特征；擴展有效工程數據量，分析遙感測量數據與理論模型的差異。當然，由於受到科學儀器質量、能源供應和下傳數據量的限製，這些科學目標不一定能夠完全實現。
　　
　　著陸器最主要的技術目標是，試驗和驗證歐洲後續火星探測任務必需的關鍵技術環節，如：氣動熱力學分析、火星大氣進入與減速係統設計、製導—導航和控製係統設計與著陸係統設計。
　　　
　　著陸器是一個盾型航天器，由一個半錐角70度的盾頭前體結構和一個半錐角為47度的圓錐形後體結構組成。著陸器外直徑為2.4米，表麵平台直徑為1.7米。
　　
　　在zai著zhe陸lu器qi和he軌gui道dao器qi組zu合he體ti飛fei往wang火huo星xing的de巡xun航hang過guo程cheng中zhong，為wei減jian少shao主zhu電dian池chi的de能neng量liang消xiao耗hao，著zhe陸lu器qi處chu於yu休xiu眠mian模mo式shi。由you軌gui道dao器qi為wei組zu合he體ti提ti供gong必bi需xu的de操cao作zuo以yi及ji與yu地di球qiu間jian的de通tong信xin，並bing為wei著zhe陸lu器qi提ti供gong所suo需xu能neng源yuan。
　　
　　組合體到達火星3天前，著陸器通過三點旋轉分離機構與軌道器分離，並為著陸器提供大於0.3米/秒的相對速度和2.5轉/秒的自旋角速度，使著陸器與火星大氣進入邊界點成0度攻角。
　　
　　著陸器在火星大氣層停靠階段將持續3天tian，停ting靠kao時shi間jian長chang短duan取qu決jue於yu軌gui道dao器qi與yu著zhe陸lu器qi分fen離li後hou的de軌gui道dao修xiu正zheng，為wei進jin入ru火huo星xing大da氣qi提ti供gong必bi須xu的de軌gui道dao機ji動dong。這zhe一yi階jie段duan對dui著zhe陸lu器qi而er言yan非fei常chang關guan鍵jian，導dao航hang和he分fen離li機ji構gou的de散san布bu將jiang會hui疊die加jia，進jin入ru火huo星xing大da氣qi邊bian界jie點dian的de軌gui道dao散san布bu也ye將jiang進jin一yi步bu增zeng加jia。本ben階jie段duan最zui關guan鍵jian的de動dong作zuo，是shi利li用yong著zhe陸lu器qi後hou體ti上shang的de太tai陽yang敏min感gan器qi測ce量liang慣guan性xing姿zi態tai，在zai抵di達da進jin入ru火huo星xing大da氣qi邊bian界jie點dian前qian，激ji活huo探tan測ce器qi係xi統tong，為wei啟qi動dong火huo星xing著zhe陸lu程cheng序xu做zuo準zhun備bei。
　　
　　由於2016火星任務抵達火星時恰逢全球性沙塵暴季節，因此在進行著陸器設計時，必須考慮沙塵暴的影響。
　　
　　“黑色七分鍾”考驗火星著陸
　　
　　火星著陸過程中，著陸器高速進入火星大氣，在通過大氣阻力實現減速並安全著陸的過程中，需要經曆技術難度最大、失敗概率最高的“黑色七分鍾”。
　　
　　ExoMars著陸器的著陸係統包括一個被動著陸裝置（可壓縮緩衝結構）和一個主動著陸裝置（液體肼單組元推進係統）。主動著陸裝置保證著陸器在高度約1.5米時實現懸停（減速至0）。
　　
　　被(bei)動(dong)著(zhe)陸(lu)裝(zhuang)置(zhi)由(you)一(yi)種(zhong)層(ceng)壓(ya)的(de)可(ke)壓(ya)縮(suo)緩(huan)衝(chong)材(cai)料(liao)構(gou)成(cheng)，這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)在(zai)衝(chong)擊(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)以(yi)變(bian)形(xing)方(fang)式(shi)吸(xi)收(shou)衝(chong)擊(ji)能(neng)量(liang)，以(yi)達(da)到(dao)緩(huan)衝(chong)目(mu)的(de)。在(zai)反(fan)推(tui)發(fa)動(dong)機(ji)作(zuo)用(yong)完(wan)成(cheng)後(hou)，著(zhe)陸(lu)器(qi)表(biao)麵(mian)平(ping)台(tai)將(jiang)以(yi)4米/秒的速度著陸，可壓縮緩衝材料使該速度帶來的衝擊降至最低，最大衝擊過載為40g。
　　
　　當(dang)著(zhe)陸(lu)器(qi)與(yu)軌(gui)道(dao)器(qi)分(fen)離(li)後(hou)，將(jiang)以(yi)雙(shuang)曲(qu)線(xian)軌(gui)道(dao)進(jin)入(ru)火(huo)星(xing)大(da)氣(qi)層(ceng)。著(zhe)陸(lu)器(qi)可(ke)能(neng)的(de)目(mu)標(biao)著(zhe)陸(lu)點(dian)是(shi)火(huo)星(xing)子(zi)午(wu)線(xian)平(ping)原(yuan)，這(zhe)一(yi)區(qu)域(yu)的(de)地(di)形(xing)和(he)大(da)氣(qi)特(te)性(xing)目(mu)前(qian)已(yi)經(jing)全(quan)麵(mian)掌(zhang)握(wo)，在(zai)該(gai)區(qu)域(yu)著(zhe)陸(lu)可(ke)將(jiang)著(zhe)陸(lu)風(feng)險(xian)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)。
　　
　　目前，目標著陸區的散布橢圓半長軸小於50qianmi。kexuejiazhengtongguomeiguoguojiahangkonghangtianjutigongdezheluqugaofenbianlvtuxiangduizhouweihuanjingtezhengjinxingshenrufenxi，suizheduizheluqutezhengderenshigengjiamingque，weixianshibienenglijiangjinyibuzengqiang。
　　
　　當著陸器抵達火星大氣層邊界（高120千米處）時，最大相對速度為5.827千米/秒，確定是否進入大氣層走廊還須考慮熱流密度、熱流載荷、載荷因子、降落傘充氣載荷和著陸點精度等5個因素和火星大氣條件的變化以及氣動特性。
　　
　　當著陸器沿雙曲線軌道進入火星大氣後，飛行速度減至612～714米/秒（1.8～2.1倍音速）範圍內時，直徑12midejiangluosandakai。dangjiangluosandadaowendingjiansuhou，qiantidanshefenli，anzhuangzaizheluqibiaomianpingtaishangdeduopuleleidagaodujikaishiceliang，gusuandianhuofantuidegaodu。zheluqidaodagaigaodushi，jiangluosanxiedaihoutiyuzheluqibiaomianpingtaifenli。
　　
　　著陸器距離火星表麵約1400米高度，下降速度約80米/秒時，著陸器開始點火反推。著陸器在9台400牛頓單組元反推發動機的作用下逐漸減速，最終在距離火星表麵1.5米高處，著陸器的垂直速度和水平速度減至0，反fan推tui發fa動dong機ji關guan機ji，著zhe陸lu器qi自zi由you落luo體ti，著zhe陸lu到dao火huo星xing表biao麵mian。著zhe陸lu時shi，著zhe陸lu器qi表biao麵mian平ping台tai下xia的de緩huan衝chong蜂feng窩wo夾jia層ceng結jie構gou將jiang起qi到dao減jian小xiao著zhe陸lu衝chong擊ji荷he載zai的de作zuo用yong，這zhe種zhong壓ya縮suo吸xi能neng結jie構gou具ju有you質zhi量liang輕qing、體積小、簡單可靠、成本低的優點，並使得著陸後的著陸器表麵平台離火星表麵的距離很小。
　　
　　著陸器表麵平台上安裝了總質量為6千克的多套傳感器，主要目的是測量火星大氣進入、減速、著陸過程中的工程參數，著陸器成功著陸火星表麵後，這些測量數據將傳回地球，重建著陸器的飛行軌道。
　　
　　歐洲探火為什麼用俄羅斯的火箭
　　
　　歐空局組織架構鬆散，推動一項太空任務需要很長的協調周期。歐空局目前有20個ge成cheng員yuan國guo，愛ai沙sha尼ni亞ya和he匈xiong牙ya利li也ye即ji將jiang加jia入ru。加jia拿na大da是shi該gai局ju的de準zhun成cheng員yuan國guo，雙shuang方fang簽qian訂ding了le合he作zuo協xie議yi，加jia拿na大da可ke以yi參can與yu歐ou空kong局ju的de一yi些xie太tai空kong項xiang目mu。因yin此ci，歐ou空kong局ju每mei項xiang太tai空kong任ren務wu都dou需xu要yao在zai各ge成cheng員yuan國guo議yi會hui之zhi間jian進jin行xing漫man長chang的de審shen批pi程cheng序xu，在zai經jing費fei分fen擔dan、任務組織上進行磋商和協調。但從另一方麵來說，正是歐空局成員的多樣性，歐空局與俄羅斯、美國、日本、中國都維持了良好的合作關係，是太空探索領域的國際合作典範。
　　
　　自2003年起擔任歐空局局長的法國人讓雅•克•多爾丹，開創了歐空局曆史上最為成功的時期，開展了“羅塞塔”彗星探測器，“菲萊”實現了人類曆史上首次登陸慧核；成功實施了“赫歇爾”和“普朗克”太空望遠鏡任務；實施了火星和金星探測；此外，還發射了一係列對地觀測衛星，並為國際空間站運送補給物資。2015年7月1日，德國宇航中心（DLR）前主任約翰•迪特裏希•沃納接替多爾丹成為歐空局局長，任期4 年。沃納明確表示歐空局將致力於建設月球基地，這個宏大設想同樣需要多國合作才能實施。
　　
　　ExoMars任務最初是歐洲空間局和美國國家航空航天局之間的一個合作項目。但由於美國國家航空航天局預算受限，美國被迫於2012年退出了合作，並不再提供“宇宙神”火箭進行發射。此後，歐空局請求俄羅斯提供運載火箭，但俄羅斯卻提出希望完全參與實施該項目。
　　
　　2012年4月6日，俄羅斯聯邦航天署局長波波夫金和歐空局局長多丹在莫斯科舉行會晤，雙方就ExoMars合作計劃達成合作意向協議，並於2013年3月簽署最終協議，確定雙方資金分配和撥付、相xiang關guan企qi業ye間jian責ze任ren分fen配pei，俄e羅luo斯si聯lian邦bang航hang天tian署shu代dai替ti美mei國guo國guo家jia航hang空kong航hang天tian局ju成cheng為wei該gai項xiang目mu的de合he作zuo夥huo伴ban。俄e羅luo斯si聯lian邦bang航hang天tian署shu的de副fu局ju長chang謝xie爾er蓋gai薩sa韋wei列lie夫fu表biao示shi，ExoMars火星探測器是俄羅斯和歐洲在深空探測領域開展合作的獨特案例。未來，俄羅斯聯邦航天署和歐空局還將推進多項合作。
　　
　　根據歐空局和俄羅斯航天署關於ExoMars任務的合作協議，此次發射由俄羅斯的“質子”號火箭實施，發射場是位於哈薩克斯坦，但屬於俄羅斯聯邦航天署管理的科努爾發射場。

　
　　發射ExoMars的質子火箭已經豎起

　　
　　火星期待中國人久矣
　　
　　中國古代將火星稱為“熒惑”，對(dui)中(zhong)國(guo)人(ren)而(er)言(yan)，金(jin)木(mu)水(shui)火(huo)土(tu)這(zhe)五(wu)顆(ke)肉(rou)眼(yan)可(ke)見(jian)的(de)行(xing)星(xing)曾(zeng)經(jing)深(shen)刻(ke)影(ying)響(xiang)著(zhe)古(gu)人(ren)的(de)宇(yu)宙(zhou)觀(guan)。火(huo)星(xing)是(shi)全(quan)人(ren)類(lei)的(de)火(huo)星(xing)，火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)既(ji)可(ke)以(yi)牽(qian)引(yin)航(hang)天(tian)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)，有(you)可(ke)能(neng)獲(huo)得(de)新(xin)的(de)科(ke)學(xue)發(fa)現(xian)，還(hai)可(ke)以(yi)極(ji)大(da)地(di)提(ti)升(sheng)全(quan)民(min)對(dui)太(tai)空(kong)和(he)科(ke)學(xue)的(de)熱(re)情(qing)，並(bing)轉(zhuan)化(hua)為(wei)科(ke)技(ji)創(chuang)新(xin)的(de)熱(re)情(qing)。但(dan)作(zuo)為(wei)航(hang)天(tian)大(da)國(guo)，中(zhong)國(guo)的(de)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)卻(que)遲(chi)至(zhi)今(jin)年(nian)才(cai)剛(gang)剛(gang)宣(xuan)布(bu)啟(qi)動(dong)，看(kan)著(zhe)歐(ou)洲(zhou)、印度紛紛發射火星探測器，我們應該有所思考。
　　
　　首先，根據國際深空探測的發展曆程，各國一般在開展首次月球探測後的2～3年nian內nei即ji開kai展zhan首shou次ci火huo星xing探tan測ce。我wo國guo火huo星xing探tan測ce任ren務wu的de研yan究jiu和he論lun證zheng大da致zhi與yu探tan月yue工gong程cheng同tong時shi開kai展zhan，但dan目mu前qian距ju離li我wo國guo首shou次ci探tan月yue任ren務wu嫦chang娥e一yi號hao的de發fa射she已yi經jing過guo去qu9年，我國火星探測才剛剛宣布啟動實施。到2021年首次火星探測任務發射，距離我國首次探月已經過去14年，這說明我們深空探測的決策效率有待提高。
　　
　　woguohuoxingtancerenwubixujianchizaijiaogaodeqidiankaizhan，cainengjinliangsuoxiaoyuguowaixianjinshuipingdechaju。zaoqidehuoxingtancedaduoconghuanraotanceqibu，zhujianfazhandaohuanraohezhelutancexiangjiehe，jinnianlaiyijingfazhandaoyixunshitanceweizhudejieduan。suizhewoguohangtianjishudejinbuheduihuoxingbiaomianlejiechengdudejiashen，zhijietiaoguodanchunhuanraotancejieduan，jianghuanraotanceyuxunshitancexiangjiehe，shiwoguogaoqidiankaizhanhuoxingtancedelixingxuanze。kexideshi，genjumuqiangongbudefangan，woguoshoucihuoxingrenwujiangyicixingshixian“繞”、“落”、“巡”三步並作一步走，為我國火星探測後發追趕提供契機。
　　
　　其次，在火星上尋找生命存在證據最直接、最好的探測方式就是對火星表麵的探測。因此通過火星大氣進入、xiajianghezheludengyixiliecaozuo，jinerjiechuhuoxingbiaomianchengweishishihuoxingtancejihuazuiguanjiandetiaozhanzhiyi。woguochangesanhaosuiranyijingchenggongzheluzaiyueqiubiaomian，bingshixianyutuhaoyueqiuchezaiyuebiaoxunshi，danyueqiumeiyoudaqi，huoxingyoudaqi，liangzhedezhelufangshicunzaifeichangdadequbie，zhelunanduyebutong。
　　
　　自19世紀60年代末期以來，人類已進行過40duocihuoxingtancerenwu，suiranqizhongyixietanceqihuodelechenggong，danyeyouhenduorenwuquemeiyouchenggong，wentidaduochuxianzaitancerenwudezhelujieduan。zhelufangshidexuanzebujinyuhangtianjishudenengliyouguan，yeyuzheluqihuoxunshiqidezhilianghegongzuofangshiyouguan。yibaneryan，zhiliangjiaoqingdexunshiqidaduocaiyongqinanghuanchongfangshizhelu，youliyuhuoxingcheshunlishichuqinangkaizhankexuetance；質zhi量liang較jiao重zhong的de巡xun視shi器qi則ze不bu宜yi采cai用yong氣qi囊nang緩huan衝chong，避bi免mian減jian速su不bu足zu導dao致zhi巡xun視shi器qi及ji其qi載zai荷he受shou損sun，對dui這zhe類lei巡xun視shi器qi目mu前qian最zui先xian進jin的de方fang式shi是shi空kong中zhong吊diao車che著zhe陸lu方fang式shi，可ke以yi最zui大da程cheng度du減jian少shao著zhe陸lu衝chong擊ji，但dan該gai技ji術shu對dui測ce控kong、數據傳輸和自動控製等技術要求較高，技術難度較大。
　　
　　再次，工作在火星表麵的巡視器、kexueguancezhandouxuyaoguidaoqiyudiqiutongxin，yibianzairenheshihoudouyudiqiubaochitongxinlianxi。yinci，duihuoxingbiaomianzhelutancehuoxunshitanceeryan，liyongguidaoqijinxingtongxinzhongjishibibukeshaode。
　　
　　美國國家航空航天局和歐洲空間局一直致力於建設火星探測中繼通信網，用以對各項火星探測任務提供通信服務和支持。從2004年的勇氣號、機遇號開始，到2007年發射的鳳凰號，再到2012年發射的好奇號，都采用了中繼通信。十幾年來，美國和歐洲先後成功發射了一係列火星中繼軌道器，包括美國的火星全球勘探者號（Mars Global Surveyor，MGS）、火星奧德賽號（Mars Odyssey，ODY）、火星偵察軌道器（Mars Reconnaissance Orbiter，MRO）、以及歐空局的火星快車（Mars Express，MEX）。由於MGS在2006年報廢，因而現存在火星中繼通信網由ODY、MRO、MEX三個軌道器組成。2013年發射的馬文號在完成科學探測任務後，也將提供火星中繼通信服務。歐空局的ExoMars 2016任務中的TGO不僅能進行火星大氣監測、成分分析等科學目標，還能提供火星中繼中繼通信服務、計時服務。
　　
　　火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)深(shen)空(kong)探(tan)測(ce)的(de)重(zhong)點(dian)，可(ke)以(yi)預(yu)期(qi)我(wo)國(guo)未(wei)來(lai)的(de)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)任(ren)務(wu)將(jiang)逐(zhu)步(bu)增(zeng)多(duo)，探(tan)測(ce)方(fang)式(shi)將(jiang)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)，地(di)麵(mian)和(he)探(tan)測(ce)器(qi)間(jian)的(de)通(tong)信(xin)麵(mian)臨(lin)著(zhe)巨(ju)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)，需(xu)要(yao)功(gong)能(neng)強(qiang)大(da)的(de)通(tong)信(xin)服(fu)務(wu)支(zhi)持(chi)。美(mei)國(guo)和(he)歐(ou)洲(zhou)相(xiang)繼(ji)發(fa)射(she)的(de)中(zhong)繼(ji)通(tong)信(xin)軌(gui)道(dao)器(qi)已(yi)經(jing)組(zu)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)國(guo)際(ji)性(xing)的(de)火(huo)星(xing)中(zhong)繼(ji)通(tong)信(xin)網(wang)，用(yong)以(yi)解(jie)決(jue)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)器(qi)通(tong)信(xin)問(wen)題(ti)。由(you)於(yu)每(mei)隔(ge)26個(ge)月(yue)有(you)一(yi)個(ge)發(fa)射(she)窗(chuang)口(kou)，我(wo)國(guo)首(shou)次(ci)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)任(ren)務(wu)中(zhong)的(de)軌(gui)道(dao)器(qi)在(zai)完(wan)成(cheng)科(ke)學(xue)目(mu)標(biao)的(de)同(tong)時(shi)，特(te)別(bie)應(ying)前(qian)瞻(zhan)考(kao)慮(lv)未(wei)來(lai)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)的(de)中(zhong)繼(ji)通(tong)信(xin)功(gong)能(neng)。火(huo)星(xing)中(zhong)繼(ji)通(tong)信(xin)最(zui)好(hao)能(neng)有(you)長(chang)達(da)10年左右的壽命周期，使之能提供5個ge發fa射she窗chuang口kou內nei的de火huo星xing探tan測ce中zhong繼ji通tong信xin服fu務wu。因yin此ci，我wo國guo未wei來lai的de火huo星xing探tan測ce軌gui道dao器qi應ying追zhui求qiu盡jin可ke能neng長chang的de設she計ji壽shou命ming，以yi服fu務wu後hou續xu火huo星xing探tan測ce的de中zhong繼ji通tong信xin需xu求qiu。
　　
　　最(zui)後(hou)，應(ying)加(jia)強(qiang)火(huo)星(xing)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)和(he)著(zhe)陸(lu)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)預(yu)研(yan)。火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)毫(hao)無(wu)疑(yi)問(wen)是(shi)一(yi)項(xiang)科(ke)學(xue)探(tan)測(ce)工(gong)程(cheng)，科(ke)學(xue)目(mu)標(biao)是(shi)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)牽(qian)引(yin)力(li)。我(wo)國(guo)在(zai)火(huo)星(xing)科(ke)學(xue)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)方(fang)麵(mian)的(de)積(ji)累(lei)較(jiao)少(shao)，火(huo)星(xing)科(ke)學(xue)的(de)研(yan)究(jiu)隊(dui)伍(wu)尚(shang)未(wei)形(xing)成(cheng)規(gui)模(mo)，迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)重(zhong)點(dian)加(jia)強(qiang)人(ren)才(cai)隊(dui)伍(wu)建(jian)設(she)特(te)別(bie)是(shi)青(qing)年(nian)科(ke)學(xue)家(jia)的(de)培(pei)養(yang)和(he)支(zhi)持(chi)。在(zai)科(ke)學(xue)上(shang)，早(zao)期(qi)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)大(da)多(duo)以(yi)火(huo)星(xing)全(quan)球(qiu)成(cheng)像(xiang)為(wei)主(zhu)要(yao)目(mu)標(biao)，以(yi)雷(lei)達(da)、高度計、相機為主要載荷，主要目的是積累基礎數據，開展火星地質研究，並為後續火星表麵探測提供支持。21世(shi)紀(ji)以(yi)來(lai)的(de)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)主(zhu)要(yao)以(yi)火(huo)星(xing)表(biao)麵(mian)著(zhe)陸(lu)探(tan)測(ce)和(he)巡(xun)視(shi)探(tan)測(ce)為(wei)主(zhu)，火(huo)星(xing)上(shang)的(de)水(shui)和(he)生(sheng)命(ming)信(xin)號(hao)的(de)探(tan)測(ce)和(he)搜(sou)尋(xun)成(cheng)為(wei)重(zhong)點(dian)。重(zhong)點(dian)關(guan)注(zhu)的(de)科(ke)學(xue)主(zhu)題(ti)包(bao)括(kuo)：火星大氣中的微量氣體（甲烷等）、火星土壤中的有機物、火星次表層的水（霜、露）、huoxingyanshizhongdeliushuizuoyonghenjideng。tiantishengwuxueshixingxingkexuedezhongyaozuchengbufen。huoxingshangdeyoujiwuheshengmingxinhaodesouxunriyichengweikexuejieguanzhuderedian，xuzhongdianguanzhutaikongshengwuxuetancedeyouxiaozaiheyuxianyanjiuhejishuchubei，xiyinshengmingkexuejieguanzhubingcanyudaohuoxingtancezhonglai。