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中美阿火星探测器上路,天问一号已距地球1800万公里,探火专家们教你种菜
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来源:上观新闻 作者:徐瑞哲 2020-09-19 20:02
摘要:“天问一号”的同路人,包括美国的“毅力”号与阿联酋的“希望”号。

“今天新消息,‘天问一号’火星探测器飞得很平稳,已经距离地球1800万公里了。”9月19日2020全国科普日,作为为天问探测器测轨定轨的“放风筝的人”,中科院上海天文台火星及探月任务VLBI分系统副主任设计师吴晓静,在“2020造就未来大会”上透露。目前,她的团队为了实时追踪“天问一号”进度,都过着“火星时间”的日子。

解放日报·上观新闻记者了解到,尽管已发射升空50多天,“天问一号”飞过的天路,还只是奔火段整整6个半月进程的一小段。最远时距离地球4亿公里的漫漫探火路,堪称中国航天飞行器的新万里长征。

值得注意的是,与会多位探火工程专家都提及,在今年7月开始的火星探测高潮中,除了欧空局“ExoMars”探测器尚未备好行程,此时此刻共有中、美、阿的3颗探测器正在飞向火星途中。“天问一号”的同路人,包括美国的“毅力”号与阿联酋的“希望”号。

说起火星,卖座电影《火星救援》男主靠种土豆“孤星余生”的情节令人印象深刻。那么,在迄今人类不离不弃地执行的约46次探火任务中,这颗红色行星真的被证明可以种土豆吗?对此,专家们站上杨浦滨江之畔的剧院式演讲平台,按不同逻辑线带领观众寻找答案。

吴晓静

【怎么去火星种土豆】

地球和火星分别处于太阳系八大行星的第三和第四跑道,确实有点同胞兄弟的样子。比如火星自转周期为24.6小时左右,也因被天体撞击造成转轴一定角度倾斜,“跟地球一样歪着脑袋公转,由此产生了春夏秋冬。”吴晓静表示,因此许多人将火星视为地球人潜在的候选的新家园。

然而,飞到火星种土豆远远难于飞到月球种土豆。吴晓静表示,地火之间的距离是地月之间的约1000倍,对航天飞行控制最大的影响之一恐怕就是无线电信号急剧衰减,从信号发出到信号接收的时延达20分钟左右。

好在,中国航天拥有一台口径超过3000公里的综合望远镜,那就是VLBI(甚长基线干涉测量)系统,将上海、北京、昆明、乌鲁木齐的4台大口径射电天文望远镜“联网”,以幅员广阔的地理优势拉开口径,对万万里之遥的小小探测器进行精准定位与导航。

从地火转移段到火星捕获段,在“嫦娥”探月工程中小试牛刀的VLBI,在深空探测中更有用武之地。拉起无形的“风筝线”,通过轨道控制和姿态控制,让“天问一号”绝对不跑偏、不失联,即使种土豆也种对地方。

苟利军

【怎么知道可不可以种】

“会飞的物种才有未来。”中科院国家天文台研究员、《中国国家天文》杂志执行主编苟利军表示,“没有太空航行的未来是暗淡的。”虽然地球的寿命还很长,但意外与环境的变化始终都在发生,为地球寻找备份星球是一个长期但必需的任务。

怎么知道外星球可不可以养活自己?中科院上海技术物理研究所研究员何志平,解读我国火星探测器的火星矿物光谱分析仪与火星表面成分探测仪技术。这两台仪器是“天问一号”13台有效载荷中的“光谱眼”。

何志平

前者是红外光谱眼,安装在火星探测器本身;后者是激光光谱眼,则搭载于登陆后释放的火星车上。可以说,这一对“眼睛”是有效探知火星土壤成分的关键核心。“能不能种土豆”,就靠它们来探测分析了。

就目前已知的火星并不那么宜居,除了“火星救援”的致命原因——沙尘暴之外,其气温相对正常的“温带”温差,昼夜之间也可以从35摄氏度到零下-73摄氏度。火星大气中首要成分二氧化碳,含量高达95%,“白天可能还是气态,晚上就会变成干冰。”何志平表示,即使这样复杂极端的火星环境,也将确保自主研发的光谱仪器“火眼金睛”明察秋毫,对今后的科研以及其他工作开展提供许多珍贵数据。

贾阳


【到底应该种什么菜】

多年来前人火星探测的结果显示,被中国古人称为“荧惑”的火星,之所以“那么红”主要是因为富含铁元素。至于火星上其他主要固态物质成分,大部分是干冰,少部分是水冰。

即使能种“菜”,怎么种还是大问题。对此,中国空间技术研究院研究员、火星探测器副总设计师贾阳,以诙谐而科幻的口吻,展望了火星生存方式。他认为,尽管火星大气层太薄、气温如过山车,但地下温度相对恒定,因此适于定居火星的建筑应是半地下。

贾阳展示的“效果图”仿佛沙漠中的国家大剧院,他称之为“玻璃城堡”。建设城堡的建材,可以利用火星矿物,在高温熔融之后,以3D打印方式,一圈圈地打造。至于人工成本,由于火星气压与引力都大大小于地球,跳高举重之类的力气活,都能轻而易举地让地球上的世界纪录翻倍。

玻璃城堡既可透入阳光,又可从地下取水净化。至于种植,在贾阳看来,火星移民需要“种”微生物及藻类等,让它们吸收二氧化碳、呼出氧气,从而获得基本的生活资料。他说,在某种程度上,火星上的食谱基本都是“素斋”。

在浦江之畔的未来大会上,上海市杨树浦造就战略发展研究院同期设立。

栏目主编:徐瑞哲 文字编辑:徐瑞哲 题图来源:徐瑞哲 摄 图片编辑:邵竞
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