科技

火星,我们来了

“天问一号”踏上征程

火星,我们来了

7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”在中国文昌航天发射场踏上征程,中国人离探索火星的梦想更进一步。

早在2300多年前,诗人屈原就用一首长诗《天问》,发出了对宇宙洪荒、天地自然的疑问。“日月安属?列星安陈?”尽管现代天文学已经可以非常精确地回答这一问题——太阳系的引力维系着八大行星绕其公转,然而关于生命、人类、太阳系乃至宇宙的起源,还有太多的未解之谜。

这也是中国行星探测任务“天问”的名字来源,“天问一号”任务的目的地瞄准火星,它的成功发射拉开了向更遥远的宇宙深处探寻的序幕。

火星和地球的诸多相似,引发着人类对地外生命的热烈猜想

作为太阳系里与地球最为相似且距离较近的行星,从古至今,人们都对这颗星球有着无限遐想。

从地球上仰望星空,火星仿佛是夜空里的一簇火光。它的运行轨迹复杂多变,看起来忽明忽暗、忽大忽小,令观者迷惑,因此火星最早被赋予的中文名字叫“荧惑”。其中“荧”代指火星表面发射的红光;“惑”则出于古人对火星运行缺乏规律而感到的困惑。

火星为什么看起来是红色的?中国科学院国家天文台研究员郑永春说,这是因为火星表面有红色的赤铁矿,呈现出橘红色。另一个原因则是沙尘暴造成的。火星上风力很大,会引发猛烈的沙尘暴,一来就几乎席卷整个星球表面,持续多月不停,还充斥着扶摇直上的龙卷风。当扬起的沙尘覆盖火星,遮住了原本灰褐色的沙粒和石块,就造成了“红色星球”的错觉。

地球是太阳系的第三颗行星,火星则位于地球的外侧,是太阳系的第四颗行星。因为自然环境与地球相似,火星又被称作地球的“姊妹星”。实际上,地球要比火星大得多。地球半径是6378公里,火星半径仅为3398公里,大致是地球的一半,体积则是地球的1/7。火星的表面积,与地球的陆地面积差不多。

假如站在火星表面,会发现这里的地形地貌与地球非常相似。事实上,作为类地行星,火星同样具备核、幔、壳等内部构造。人们习惯用“荒漠行星”来形容它的形状,这里分布着高原、平原、峡谷和火山。其中高于1万米的大山就有好几座,最高峰奥林匹斯山高达2万米左右,是珠穆朗玛峰高度的2倍多。还有一个水手大峡谷,长度相当于横贯中国东西部。

火星上也有四季更替。只不过,如果用地球日来换算的话,火星上一年大约有23个月。这是因为地球环绕太阳一周需要约365天,火星绕太阳一周则为687天。郑永春说,如果在火星上过日子的话,每天的昼夜长短跟地球上差不多,火星的一天是24小时39分35秒,比地球长了近40分钟。

“东西方在古代一直赋予金星很多美好的想象,但实际上,金星的表面非常灼热,温度高达465—485摄氏度。反而是曾长期被认为‘灾难’、不吉的火星,随着科学认知的加深,逐渐发现它与地球有太多相似之处。”郑永春说。

像地球一样,火星也有大气,可惜密度仅为地球的1%,约相当于地球上33千米高处的大气密度,极为稀薄,成分以二氧化碳为主。对于喜欢看云的人来说,到火星上恐怕会失望。郑永春说,火星的天空大多数万里无云,偶尔会有云层出现,但是颜色偏白、厚度较薄,像我们熟悉的地球卷云。

火星表面的重力约为地球表面的0.38,没有全球性的磁场,磁场强度只有地球的1%。

事实上,人们对这颗红色星球格外青睐的重要原因,是在这里发现了有水存在的明确证据。有水,就代表着生命存在的可能。根据航天器的探测结果,清晰可知火星拥有海岸线和湖泊的遗迹、干涸的河道、冲积扇等流水地貌,这些都表明火星在历史上曾经有大规模的液态水。目前,尽管没有探测器发现肉眼可见的液态水,但在火星地下已经发现了盐度极高的卤水。2018年,有科学家宣布在火星南极冰盖下发现了盐水湖存在的证据。

正是由于火星与地球的诸多相似之处,火星一直是人类心中的“热门星球”,引发着人类对地外生命的热烈猜想。

“世界各国的行星探测大致聚焦于这几个问题:太阳系的起源与演化,生命的起源与演化,地外生命信息的探寻等。这也是行星探测试图回答的问题,即我们从哪里来,又将到哪里去。通过行星探测,人们试图找到人类、太阳系乃至宇宙的起源与演化的奥秘。生命的出现是必然还是偶然?我们能否在其他的星球尤其是跟地球类似的火星上,寻找到生命起源的证据?这些都是科学界非常关注的重大问题。”国家航天局探月与航天工程中心深空部部长耿言说。

火星,到底是地球的过去,还是地球的未来?这在科学界尚无定论,但毫无疑问,对火星的持续研究将加深人类对地球生命起源和演化的理解。

火星探测迄今为止可分为三个阶段,几乎贯穿整个人类航天史

对火星了解越深入,人们对它就越感兴趣。火星的“火热”,可以从统计数字上充分感受到。在行星探测史上,火星属于历史最久、持续时间最长的探测目标,是除地球以外人类研究程度最高的行星。

从20世纪60年代人类首次开展火星探测开始,截至今年6月底,人类已进行40多次火星探测活动。

专家介绍,火星探测大约分为3个阶段,几乎贯穿整个人类航天史。

第一阶段是早期的飞越探测,时间跨度为1960—1970年。这一阶段国际深空探测刚刚起步,相关国家主要以火星飞越探测、传送火星图片与探测大气参数为主,但探测任务成功率并不高,仅有一例成功完成任务。

第二阶段是初步了解火星表面,时间跨度为1970—1990年。上世纪70年代初期,美苏重新展开火星探测活动,以轨道环绕与着陆探测为主,主要任务包括传输图像、探测大气、磁场、地表温度等。此后,两国对于深空探测的投入减小。

第三阶段则是探寻火星生命迹象,从1990年至今。迅猛发展的科学技术催生了火星探测的新热潮。多个国家加入探测行列,成功率也大幅增长。火星探测活动的探测方式主要为着陆和巡视探测,主要目标是寻找火星水存在的证据和生命迹象。其间发射过“火星快车”“勇气号”“机遇号”和“好奇号”等多颗探测器,成功找到了火星水存在的证据。

专家介绍,通过3个阶段的积累,人类对火星的探测主要分为以下4种方式:

飞越。探测器能够在火星附近快速掠过,用极短的时间抓住一切可能记录的有用数据。这是早期开展火星探测的主要形式,当时的技术水平还难以让探测器制动减速留在环绕火星轨道。

环绕。探测器依靠自身动力制动进入环绕火星的轨道,“变身”为火星的人造卫星。

着陆。着陆系统降落在火星表面。这个环节难度很大,需要着陆系统完全自主导航控制。

巡视。通俗意义上讲,火星车就是巡视器,它到处移动,边走边看,能在不同地点进行多方面精细考察。

在实现这些探测任务后,一些国家下一步的目标是实现火星取样返回。由探测器从火星上采集岩石和土壤,并带回地球。

在60多年的火星探测史中,涌现出不少里程碑式的任务。目前,仍在火星上锲而不舍工作的,共有6个轨道器,以及美国发射于2011年的“好奇号”火星车和2018年发射的“洞察号”着陆器。

火星探测成功率低,特殊的环境、遥远的距离带来巨大的挑战

最近5500万公里、最远4亿公里的距离,决定了火星探测并不轻松。截至2020年6月底,人类进行的40多次火星探测任务中,完全成功的探测任务只有19次,成功率约43%。即使算上部分成功的,也仅仅只有23次,成功率约53%。

中国首次火星探测任务总设计师张荣桥表示,尽管人类在月球探测方面积累了一定经验,在火星面前仍是一个不折不扣的“新手”,全新的环境、全新的技术,都带来全新的考验。

“火星是一个全新的环境,即使前期掌握了一些资料,但科学家的认识可能还不够深刻,需要反复进行试验和推导。”郑永春介绍,以火星的地表环境为例,红色沙砾中含有的氧化剂、氧化铁、高氯酸盐等成分,以及太阳风、紫外线、宇宙射线等,对航天器伤害很大。火星的大气稀薄且存在很大的不确定性,这无疑给着陆火星增加了难度。

火星光照特殊,也给探测器的能源供给出了难题。同样面积下,火星接收太阳光的能量只有月球表面的40%。探测器想要正常运转,需要增加一些特殊设计。太阳翼面积需要更大更灵活,大致相当于放置月球上的太阳翼的2—3倍,还要具备双轴驱动能力,时时刻刻追着太阳走。

火星和地球的远距离,还影响了无线电信号接收。“火星距离地球最远时有4亿公里,从地面上向火星探测器发布一道指令,探测器要在23分钟以后才能执行,这种巨大的延时为测控带来阻碍。只有采用更大口径的天线、实现更大的发射功率,才能尽可能降低这种不便。”耿言说。

火星的重力不一样,这种特殊的动力特性给探测器的建造带来挑战,对火星车体轮系的结构强度、驱动力都提出了新要求。

对火星的好奇和向往,深深影响着人类对自然科学、人文科学等重大命题的思索

挑选晴朗的一天,静待太阳下山,在万家灯火尚未点亮之际,选择一处开阔地,伴随着徐徐晚风,点开手机上的认星软件,对准夜空,根据指引就能发现火星的位置。这是一个普通人用肉眼观测火星的快捷方法。

科幻小说和电影中,火星绝对是大热门元素。“在火星上开荒种土豆”“在火星建造地下基地”“将火星作为跳板跃至更深宇宙”,一部部壮阔震撼的作品散发着经久不衰的魅力,不光展示着目前相对成熟或能够预见的科学技术,还勾勒出人类对火星的各式幻想,不断加深着人们的好奇和向往。

在北京CBD区域寸土寸金的商圈内,一家知名商场专门辟出一片科技味十足的火星展厅。红色的沙砾土石上,白色的火星车挥舞着长长的机械臂,正在进行采样收集工作,不远处则是一片火星营地。这里围绕“数字、模拟、未来”为主题,向游客讲述了“火星历史”和“移民到火星”等故事。光怪陆离的星石、臆想的火星人造型、逼真的太空场景,艺术和科技交织融合,引领人们沉浸于“火星之旅”。专门来这里“打卡”的人们一边拍照、一边赞叹:“火星真的是这样子吗?有一天我们真的能去火星吗?这也太酷了吧!”

类似兼具旅游和科普意味的“火星营地”还有很多。郑永春介绍,地球上有不少和火星地貌相像的地区。例如我国青海西北角、柴达木盆地腹地,依托俄博梁雅丹地貌,兴建了冷湖火星研学营地。在约旦西南部,有一座名为“月谷”的酒红色山谷,曾是火星科幻电影的拍摄地。“一些地区不仅仅是外观与火星相似,它们荒漠的地貌特征,分布的河流、湖泊干涸的沉积物等,有助于开展火星和地球的环境对比研究,根据对地球环境演变的认识反推对火星的了解。”

火星这颗荒漠行星,也是希望之星。无论从火星身上发掘出何种奥秘,人类都能从探测中获得对自身命运的启示。倘若地球气候巨变、生物受到严重威胁,人类将何去何从?火星是否会是人类最后的避难所?这些思考始终萦绕在人们心头。

专家认为,现有开展的一系列围绕火星的活动,都在潜移默化地培养着公众对火星的感情。这种对火星的好奇和向往,反过来深深影响着人类对自然科学、人文科学等重大命题的思索。(记者 冯 华 刘诗瑶)


【责任编辑:欧阳雪】

"赛博伴侣"十天吸金千万:当机器人男模走进家门,人心准备好了吗

身着修身西装、戴金丝眼镜的"机器人男模",正被化妆师一笔一笔画上眼影、腮红、高光的"赛博女友"——当人形机器人不再演示叠衣服、不再工厂巡检,而是直接杀入情感陪伴赛道,一场关于技术边界与社会心理的深层碰撞,已然发生。优必选旗下消费级人形机器人品牌"优世界"首款产品U1系列,自6月2日开启预售以来仅10天,已收获近4000台预订订单,定金总额突破千万元。对去年全年仅

近1500名选手9月决战上海 第48届世界技能大赛倒计时100天

技能界的“奥林匹克”进入百日冲刺。12日上午,国务院新闻办公室在京举行第48届世界技能大赛筹办情况新闻发布会。本届大赛将于今年9月22日至27日在国家会展中心(上海)隆重举办,届时将有来自73个国家和地区的近1500名顶尖技能青年选手“论剑”黄浦江畔,共同角逐64个比赛项目的桂冠,并有望创下历届比赛项目、参赛人数及参与成员国家和地区数量三个“历史之最”。打造彰显中

通感算智深度融合提速 工信部划定"AI+通信"三年攻坚路线图

人工智能与信息通信的融合正在从"试验田"走向"主战场"。工业和信息化部6月3日正式印发《"人工智能+信息通信"创新发展实施意见(2026—2028年)》(工信部通信〔2026〕121号),以四大方向、17项具体任务,为未来三年产业融合创新画出清晰作战图。目标锁定:2028年城域算力1毫秒时延圈覆盖率不低于75%《实施意见》明确,到2028年,人工智能与信息通信初步

6G“部省协同”:到2029年形成自主创新技术方案

6月4日,工业和信息化部正式发布《关于组织开展6G创新发展部省协同试点专项行动的通知》,决定面向各省、自治区、直辖市组织开展6G创新发展部省协同试点。该行动旨在充分发挥我国新型举国体制优势,凝聚重点地方、重点企业创新资源,共同开展6G技术创新、产业生态培育和应

激活企业创新力 抢占前沿新赛道 - 嘉兴创新驱动发展一线观察

行走嘉禾大地,一股从实验室快速奔涌向生产线的创新热潮扑面而来。最新数据显示,2025年嘉兴全市全社会研发投入占GDP比重达3.57%,列全省第二位;规上工业企业研发机构设置率达74.33%,连续五年保持全省第一。亮眼数字背后,

六大亮点创“历届之最”!第九届数字中国建设峰会在福州拉开帷幕

全球瞩目的“数智盛宴”闪耀闽江之畔!4月29日,由国家发展改革委、国家数据局、国家网信办、工业和信息化部、福建省人民政府共同主办,以“加快数智技术创新发展,深入推进数字中国建设”为主题的第九届数字中国建设峰会在福州海峡国际会展中心隆重开幕。恰逢“十五五”规划开局起势之年,亦是数字中国建设第二个十年的开启之年。本届峰会围绕“数智融合”“创新主体”“场景驱动”三大特

制胜“十五五”关键期:工信部重锤加码未来产业,已落子超百项“揭榜挂帅”攻坚任务

面对全球新一轮科技革命与产业变革的加速重构,一场围绕未来产业发展制高点的角逐正在提速。4月21日,工业和信息化部在北京召开未来产业企业座谈会,释放出关键信号——要以更大力度超前布局未来产业,加快锻长板、补短板、强弱项,抢抓“十五五”关键期,抢占未来发展制高点。向原始创新短板发起总攻工信部党组书记、部长李乐成主持召开了第十九次制造业企业座谈会。来自生物制造、量子科技

扫一扫专利到家,逛巴扎技术“淘宝”- 新疆“码上有利”“专利大巴扎”打通成果转化“最后一公里”

推出“码上有利”和“专利大巴扎”两项创新服务举措,搭建知识产权与实体经济深度融合的对接平台,让专利转化像超市购物一样便捷。两项服务形成“精准匹配+海量检索”的互补模式,打破科研院所与产业间的壁垒,推动专利转移转化更加开放协同。长期以来,专利转化领域存在一个结构性难题:一方面,大量高价值专

辽宁千山湾钢铁实验室启动 政产学研用协同助力鞍山钢铁产业升级

4月3日,辽宁千山湾钢铁实验室启动仪式暨管委会第一次会议在辽宁科技大学举行。仪式邀请了国内钢铁领域工程院院士,东北大学、北京科技大学知名专家和学者,鞍山钢铁集团有限公司、中国钢研科技集团有限公司等国内行业知名企业代表,鞍山市委、市政府相关部门领导等参加。 鞍山市委书记吴开华,鞍山钢铁集团有限公司党委书记、董事长王军,辽科大党委书记孟劲松,党委副书记、校长胡军共同

硬核“新质力”亮相莱芒湖:第51届日内瓦国际发明展启幕,中国军团237项发明刷新纪录

初春的莱芒湖畔再次成为全球创新目光的聚焦点。第51届日内瓦国际发明展于当地时间11日在日内瓦Palexpo展览馆正式拉开帷幕。在这个全球举办历史最长、规模最大的发明盛会上,中国代表团以237个发明项目的庞大阵容亮相,参展规模不仅位居前列,更创下了历年来新高,向世界展示了中国科技创新的蓬勃生态与前沿趋势 。“含新量”十足:中国展团实现“数量与能级

抢滩“一人公司”时代:多地竞速发布“龙虾”政策,最高补贴1000万

一条红色的“龙虾”,正在掀起全国范围内的产业政策竞速。因开源AI智能体工具OpenClaw图标酷似红色龙虾,近日“AI养龙虾”引爆全网热度。这把火从技术极客的GitHub仓库,一路烧进全国两会会场,更在短短一周内点燃了深圳、合肥、无锡、常熟等多地政府的政策工具箱。从“放水养鱼”到“放水养龙虾”,一场关于未来“一人公司”(OPC)新业态的卡位战已然打响。多地密集“下塘”:最

工信部启动“工业数据筑基行动”:“1+4+N”解锁工业AI“富矿”

从根本上破解工业领域数据“采”“集”“用”的堵点,工业和信息化部于3月10日正式对外发布《关于启动工业数据筑基行动 开展面向人工智能赋能的高质量行业数据集建设先行先试的通知》(工信厅信发函〔2026〕64号)。这标志着我国在推动工业数字化转型向智能化迈进的关键时刻,正式打响了“数据赋能”的攻坚战。锚定2026:打造高

从“+AI”到“AI+”:政策与市场同频共振,我国“人工智能+”驶入“智能经济”新蓝海

“智能经济”这一全新概念首次写入政府工作报告,标志着我国“人工智能+”行动正从技术赋能产业的“起步区”驶入产业深度融合、生态全面重构的“深水区”。在政策红利持续释放与市场需求井喷的“双轮驱动”下,一幅 “10万亿级”智能经济新形态的蓝图正加速展开。战略升维:从“工具”到“经济形态”3月5日,国务院总理李强在政府工作报告中明确提出“打造智能经济新形态”,并连续第三年

中企 MWC 2026:从追光者变身光源

当西班牙国王费利佩六世饶有兴致地与一台人形机器人握手,并接过一部折叠屏手机时,2026年世界移动通信大会(MWC)迎来了它最高光的时刻之一 。为期四天的MWC 2026正式落下帷幕 。这个以“智能新纪元”(The IQ Era)为主题、恰逢落户巴塞罗那20周年纪念的展会,用前所未有的热度向世界宣告:移动通信的未来已不再仅仅是连接,而是
返回
顶部