中國「天問一號」傳回首幅火星圖像 中美俄歐探測競賽加速行進

撰文:劉言
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火星於人類而言有着特殊的吸引力,它被視作除地球外有可能孕育生命的星球之一,也被認為是未來人類最有可能移居的行星。從文獻記載來看,人類從1600年代已開始使用望遠鏡對火星進行觀測,使用空間探測器進行火星探測的歷史幾乎貫穿整個人類航天史。
從1960年代起,人類就開始不斷地向火星發射探測器,目前已有超過30枚探測器到達過火星,對其進行了考察,向地球傳回了大量數據。從全球範圍來看,美國、蘇聯、歐洲航天局和印度已將航天器送入過火星軌道,但成功着陸火星的國家只有美國。

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2020年「火星衝日」探測窗口期間,阿聯酋、中國和美國均向火星發射了無人探測器。

作為阿拉伯世界的首個火星探測器,阿聯酋「希望號」預計2021年2月9日抵達火星,計劃研究火星大氣,並將有價值的數據傳回地球;中國的「天問一號」將於2月10日左右進行近火制動,開啟環繞火星之旅;2月18日,美國國家航空航天局(NASA)的「毅力號」探測器將抵達並着陸火星,擬在乾涸的火山口湖和河床中尋找火星上曾存在生命的證據,「毅力號」還將攜帶一架名為「匠心號」的小型火星直升機進行獨立實驗,如果成功,它將成為人類在另一個星球上試飛的首架直升機。

2020年7月23日,中國在海南島東北海岸文昌航天發射場,用長征五號遙四運載火箭將中國首次火星探測任務「天問一號」探測器發射升空。(新華社)

2月5日20時,「天問一號」探測器發動機點火工作,順利完成地火轉移段第四次軌道中途修正,以確保按計劃實施火星捕獲。中國國家航天局同步公布了「天問一號」此前在距離火星約220萬公里處獲取的首幅火星圖像。此前,「天問一號」在飛離地球約120萬公里處,利用光學導航敏感器對地球、月球成像,獲取了地月合影。

「中國探月工程」官方微博公布了「天問一號」傳回的首幅火星圖像,火星多處標誌性地貌清晰可見,請點擊欣賞🔑🔑:

「天問一號」發回的首幅火星照片是黑白圖,大出網友意外,國家航天局相關人士就此回覆了外界的疑問,表示本次成像模式採用黑白呈像,這是中國火星首圖呈黑白色的主要原因。

「天問一號」離開地球以後,北斗等全球導航系統便逐漸對其提供不了幫助,在浩瀚太空中只能依靠光學導航敏感器實現導航引路。與傳統無線電導航不同,光學自主導航可以通過圖像目標識別和特徵提取,完成位置、速度等導航信息的獲取。「天問一號」用裝有長焦鏡頭的光學導航敏感器,在茫茫星空中找到火星後,測出相對角度,再控制「天問一號」精準指向火星,用高分相機對火星拍攝。

據中國太空專家介紹,「天問一號」導航敏感器最遠可在1,000萬公里的距離識別火星,還能自主適應火星從點目標到面目標、從弱目標到強目標的火星圖像提取,從而實現即使沒有外部導航信息,也能夠在深空飛行中自主找到前進的道路。

早前有科學家表示,未來20年左右,可能看到人類首次登陸火星;未來100年,人類可能會在火星上建設一箇中等規模的火星城市;未來1,000年,人類有可能會把火星改造成適宜人居住的星球。美國太空探索公司SpaceX曾表示,計劃使用「星艦號」載人航天飛船在火星上建立一座百萬人口的城市,理想情況是在未來半個世紀左右的時間內實現。

當下,中國在民用以及軍用太空計劃上的支出已遠超俄羅斯和日本,僅次於美國。來自美國非盈利太空基金的統計顯示,中國每年太空項目的投入高達80億美元,近年來可能投入更高。

從過往來看,全球火星探測成功率僅約為40%,約三分之二的探測器,尤其是早期發射的探測器,幾乎都未能成功完成使命,火星亦因此有了「航天器墳場」之稱。

對於當下正在進行的全球火星探測競逐,《紐約時報》發文表示,「完好無損地降落在太陽系的第四顆行星——火星上是危險的。去年,中國的『嫦娥五號』登上月球表面,帶着月球的土壤返回地球;如果今年『天問一號』在火星上成功着陸,中國舉世矚目的航天成就將再次創造歷史。」