权威解读:火星城市多少年能建成?马斯克火星改造方案靠谱吗?

腾讯科技讯 随着科技的进步,近些年火星探测器的成功率已经有了很大的提高。从进入21世纪以来,人类共向火星发射了15次探测器,其中只有1次完全失败,2次部分失败。火星作为目前唯一存在移民可能性的行星,对于火星的探秘,仍旧是全球各国不懈探索的目标,星际移民成为全民热衷探讨的热门话题。

北京时间5月15日8点20分左右,我国天问一号着陆器搭载“祝融”号首辆火星车成功降落火星,这是我国首次实施火星着陆任务。天问一号火星探测器2020年7月23日发射升空,历经200多天的飞行,于2021年2月10日成功进入火星轨道。在此后的这几个月的时间里,又经过多次轨道调整,对着陆区域进行了高分辨率成像,终于等待到最佳时机实施着陆。

5月15日下午,腾讯新闻空天计划《星空对话》栏目第九期,邀请到了中国科学院院士、中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远,中国空间科学传播专家工作室首席科学传播专家庞之浩,为我们解读天问一号成功登陆火星的重大突破。

庞之浩表示,对于探测火星,“落”是最难的一关。有人形容降落火星的难度相当于“在巴黎打一个高尔夫球要落到东京的某一个洞里”,需按照事先制定的方案,在着陆的9分钟内完全自主的完成进入、下降和着陆等一系列极为复杂的动作,不能有半点失误,也无法依靠地面进行控制和干预,所以天问一号降落成功是非常了不起的一件事情。这次通过一次发射完成了绕落巡,这在世界火星探测史上没有的。它使我国深空探测能力和水平实现跨越式发展,既能对火星进行全球性的综合普查,又可以对火星进行区域性的详细勘测,从而对火星进行全面研究。

欧阳自远院士表示,这次天问一号搭载祝融号火星车成功软着陆火星,开展着陆区的精细探测,天问一号的火星轨道器开展全球性的探测,对火星的全球性与区域性相结合的探测,这是非常难得的一种组合。对于未来中国深空探测的目标,欧阳院士表示,当代深空探测的特点是:月球探测是起点,火星探测是热点,小行星探测是当代的亮点,我们的目标是向太阳系的星辰大海挺进。

以下为本期直播内容的对话实录:

张天娇( 特邀主持人):腾讯新闻的各位网友大家好,欢迎大家来到腾讯新闻空天计划《星空对话》栏目直播间。今天我们要共同祝贺中国首次火星探测任务天问一号在8点20分成功着陆。在未来一个小时的宝贵时间,我们为大家邀请到了航天领域的权威专家欧阳自远院士和庞之浩老师前来作客,相信大家对两位专家都不陌生。

欧阳自远院士是中国科学院院士和中国月球探测工程首任首席科学家,欧阳院士长期从事陨石学、月球科学、地球与行星科学研究 60 多 年,成果获国家科学大会奖、国家自然科学奖等多项奖项。

庞之浩老师是中国空间技术研究院 512 所编审,神舟传媒公司首席科学传播顾问,全国空间探测技术首席科学传播专家、中国空间科学传播专家工作室首席科学传播专家,并多次参加中央电视台重大航天活动直播。今天欧阳自远院士和庞之浩老师,与我们一起来聊聊天问一号和探测火星的那些事儿。

欧阳院士有一个问题,目前降落火星的天问一号主要进行哪些科学探测任务?未来一段时间当中,停留轨道当中的设备以及搭载的“祝融号”火星车等科学设备都将执行什么任务?

欧阳自远:从2020年7月23日,天问一号发射经历了将近7个月的飞行,后来让火星捕获,轨道器正常运转,到现在,我们等到一个最好合适的时机,直到15号的早晨8点20分,祝融号火星车安全着陆在我们指定的地方。

这次探测器到底到火星上干什么呢?这里有两个重点:一个是我们围绕火星运转的火星卫星,另一个是在乌托邦平原仔细探测的一个祝融号火星车。这次天问一号降落火星有一个最大的特点:这次是火星卫星对火星全球性的探测,它绕着火星转,火星又同时在自转,这样火星我们便可以全面探测到,来做全球性综合性整体性的探测,同时还承担一个任务通讯卫星。这需要把祝融号跟地球联系起来,祝融号的全部工作、全部信息也要由火星卫星相互联系,把地球的指令发给祝融号,再将祝融号的探测成果转发到地球等等。我们的特色是非常明显的,祝融号对地区精细探测,全球性的探测与区域性详细探测的结合,这是非常难得的一种组合。

再说一下轨道器火星卫星,它上面一共放了7台探测器,共承担了5项艰巨的任务。比如我们在火星卫星上放了磁强性、火星粒子分析仪,它的任务是在火星大气里面运行,所以我们要探测火星大气的电离层和空间环境,这是最好的几项指标。

这里还有一个科学任务,我们在火星卫星上放了一个探测雷达,它能够探测地下的一些情况,所以这次我们有可能探测到,现在火星表面有没有水?火星以前有非常好的河流、湖泊、海洋到今天都干涸了。一部分逃逸了,一部分转入地下,我们准备能不能探测一下那些水下到地下以后,它怎么分布的。这里面一共有多少?这是全球探测火星的任务重从来没有做过的。

这样的话我们直接可以探测到火星土壤的结构、它的分布等等。我们准备了两种相机设备,一种是中分辨,一种是高分辨,我们可以从中得到不同分辨率的一些地形地貌的特征,另外我们还放了一台光谱仪,测算表面物质的成分,它是什么样的岩石。火星卫星上我们这7台仪器重心是对火星的各个方面进行全球性综合性的探测。

另外一方面,我们还有一个探测器是落在火星上,这就是我们的祝融号火星车。火星车上放了6台仪器,这6台仪器一个是导航地形相机,因为它要在火星表面行走,所以它有一个相机跟着,告诉它碰到什么情况等等。还有一个重点就是我们要探测这个小区域精细的一些问题,比如说这个表面有哪些元素?有哪些矿物?有哪些岩石的类型,这个地区自古到今的演化历史和变化。我们有一个表面成分探测仪,也放了一台雷达,跟高空的雷达和卫星结合起来,这样可以探得很精细,地下有没有水,它的水是什么样?多深?水的上面有多厚?有几层?下面怎么样,这是以前从来没有系统做过。

祝融号上面,还有一个表面磁场探测仪。因为火星已经没有像地球一样的南北极磁场,以前有,跟月球一样,月球以前也有,但火星的能量快消耗完了,内部没有熔体的运动,就没有带电的物质的运动,凡是它要运动,就是电流一样的。有了电流就一定会产生磁场,没有电流,它的磁场就要消失。相比来说,我们地球太好了,有南北极的磁场,这样对地球全部的生命是一个很好的保护。我们自古以来就发明了指南针,这个磁场是非常有用的。但很遗憾的是,火星的磁场不知道在大约10亿年前给丢了,内部没有电流运动了,所以它就没了,也导致了火星的环境比地球更恶劣。

我们在火星车上放了一个火星气象测量仪,火星有大气,有气候变化,每个月还不一样。这样的话便构成了“天上地下联合探测”的一种体系。第一,我们要探测火星全球的和着陆地区的地形地貌物体成分,做系统探测。第二,火星全球和包括着陆器的局部地区,还有次表层,在底下不是很深的地下水体怎么分布,有多大面积,有多深的水,这是别人没有系统探测过的。我们要对着陆的地方进行精细的详查,要探测火星的磁层、电力层、火星气象探测仪,对综合性的探测天气变化每天都记录下来,一定要有这些数据研究火星的大气层和它的气候特征。我们也放了磁地仪,可以探测火星内部的物理场,在磁方面要做得比较深入。

总之,这次探索火星有很多工作是需要我们交卷的——地形地貌、表面的成分、土壤的分布等等,这些虽然别的国家做过,但我们要争取做的更好。另外有几样东西也是其他国家从来没有做过的,我们通过这样的一个探测结构,充分发挥全球性和区域性的详查的结合、卫星和火星车的配合,显示出我们探测任务中鲜明的特色。

主持人:谢谢欧阳院士,刚才您说到特定地形当中进行一个非常详细的勘察,也提到了作为卫星的功能,我们的巡航器也有通信中继的作用,在这里我们想请教您,作为通信中继的作用,祝融号火星车采集的数据测量结果以什么样的周期传回到地球?

欧阳自远:相关数据火星卫星都能够接收到,然后再发送到地球接收,通过卫星地球也发给祝融号指示应该怎么工作,朝哪个方向走,怎么走,速度是多少等等。它既是一个科学探测的卫星,又是一个通讯卫星,而且它又飞了不同的高度,又有中分辨、高分辨的相机,对地形地貌可以做一些更为精细的一些探测,这就是这次探测器的特征。

主持人:还想请教庞老师一个问题,目前在火星的表面,我们知道美国的好奇号以及毅力号在运行当中,火星表面仍然进行火星探测任务的探测器还包括哪些,目前的状况是怎么样的?想请您给我们介绍一下火星探测器的发展历程?

庞之浩:目前在火星表面的火星车,一个是美国的“好奇号”,还有今年着陆的“毅力号”,还有就是我们中国的“祝融号”。另外,进行原位探测的火星着陆器现在有美国的“洞察号”,它是测火星的地震和火星的内部能量,其他的火星着陆器和火星车都退役了。在火星轨道运行的探测器,我们叫环绕器。目前比较多,比如美国的“火星奥德赛”,“火星勘测轨道器”和“火星大气与挥发物演变探测器”,欧洲的 “火星快车”、“微量气体轨道器”,印度的“曼加里安”,阿联酋的“希望号”,以及中国的“天问一号”环绕器。

火星的发展历史分三个阶段,第一个阶段是从1960年到1975年,当时处于冷战时期,掀起了第一次火星探测的高潮。美国和苏联为了政治需求,发射了各种各样的火星探测器,以显示各自的实力。总共进行了23次发射,结果美国技高一筹,因为美国的火星探测器的成功率大大高于苏联,取得了不少成果。

到1976年以及1990年之间,火星探测就进入了一个低潮期,因为美苏航天战略发生了转移,美国主要研制航天飞机,而苏联发展空间站。只有苏联在1988年进行了2次火星探测器的发射,但还都失败了。

第三阶段是20世纪90年代到现在。迄今为止,共进行了22次发射,而且这次探测高潮跟第一次有所不同,主要是为了科学的目的,以发展新技术为主和获取科学成果为主,这个阶段有三大特点:第一美国实施火星生命计划,主要探测火星上是否有生命,在火星上找水;第二,欧洲航天局,还有印度、阿联酋和中国,也发射了成功火星探测器,打破了美苏的垄断,之前日本虽然发射了火星探测器,但是没有成功;第三,火星的探测技术大大提高,成功率大大增加了,尤其是21世纪以来,美国的火星探测器基本全都成功了,欧洲是两次部分成功,印度和阿联酋各发射一次也都成功了,只有俄罗斯发射了1次失败了。我们是起步晚,起点高,挑战大,这次通过一次发射完成了绕落巡,这在世界火星探测史上没有的。

过去只有美国的“海盗1号”、“海盗2号”通过一次发射完成了绕和落,欧洲两次想通过一次发射绕落,但落都失败了,我们这次第一次发射就完成了绕落巡,已经成为世界第三个在火星着陆的国家,第二个在火星巡视的国家,我们的发展速度非常令人激动。

主持人:庞老师您提到绕落巡的难度,包括一直以来经历的火星勘探的成功失败这些过程,咱们先说“落”这个环节,落这个最大的难点是哪些?

庞之浩:第一,探测火星有十大难关,包括窗口关、发射关、能源关、通信关等等,其中“落”是最难的一关。因为火星在它的探测史上经历多次失败,火星是航天器坟场,成功率是50%左右。落之所以难,一个重要的原因就是火星距地球太远,距地球最近5500万公里,最远达到4亿公里,带来了一系列的问题。例如,太阳能的问题,在火星上的太阳能只有地球上的40%几,所以火星探测器,包括火星车上的太阳电池翼设计的一定要保证供应,这个要出了问题就没法执行任务。

第二,通信的问题更大一些,以前很多火星探测器快到了火星就失联了。通信问题主要是太远,因为信号的强度与距离的平方呈反比。在火星轨道以及火星表面的探测器收到的信号非常弱,发回的信号也非常弱,需要我们使用先进的高增益天线,还有地面的深空网。

第三,控制问题。因为由于距离太远,信号延时太长,因此这次“天问一号”传回地球的单程信号延时将近18分钟,地面发送的指令是没法控制的,所以只能提前注入数据,在它着陆过程的9分钟内完全靠自主执行成百上千的程序,完成气动减速、伞降减速、制动减速等10多个动作,一环扣一环,一个错都不能出错,哪怕误差一秒就前功尽弃。

火星上有大气,只有地球的1%,按理说这是好事,可以用于减速,但是我们对它了解不是很多,不如月球,干脆是真空,我们完全是按照真空的方式着陆。大气对我们着陆有哪些影响,我们也在研究,这次采用了先进技术,我国首次采用了基于配平翼的弹道-升力式进入方案,降低火星大气参数不确定性带来的着陆风险,提高探测器的适应能力。在气动减速阶段展开配平翼,目的是减少探测器的晃动,给后续打开降落伞创造更好的条件。

我们还使用了一些以前没有使用过的黑科技,比如说这次使用了先进的超音速降落伞,它和之前“嫦娥五号”返回器和“神舟”飞船返回舱使用的降落伞都不一样。这次还继承了嫦娥3号、4号的技术,离火星表面100米悬停一下,进行避障。另外选址也很重要,第一是要在工程上可行,第二要有科学价值。选址非常不容易,多绕了三个月,我们最后找了一个很适合的地方,表面比较平坦,阳光也比较充足,纬度不能太高,海拔比较低,这样可充分利用大气减速,克服一系列的困难,终于成为世界第二个在火星拥有巡视器的国家。我们的环绕器可以对火星普查,火星车可以在巡视区进行详查,从而对火星进行全面考察,效益非常高。

主持人:刚刚庞老师提到关于具体降落的着陆点的选择,我们在留言区有网友问,之所以让天问一号降落在乌托邦平原一个具体的位置,为什么会选择乌托邦平原作为一个着陆点?我们知道它是整个火星北半球面积最大的平原,也有科学家猜测这里曾经有一个古海洋,我们选择乌托邦平原作为着陆点的一个具体的考量和依据以及未来将要开展的科研勘探的任务,就这几方面欧阳院士能不能进行一个分析?

欧阳自远:火星的乌托邦平原,可以先从它的发展历史来看。火星以前有海洋、有湖泊,火星所获得太阳的能量基本上跟地球差不多,因为那个时候太阳很年轻,火力很旺盛,但现在因为太阳的变化,火星要比地球获得太阳能的能量密度少多了。乌托邦平原是火星的海洋,我们可以确认它它现在已经干枯了,里面的水很多都已经是被逃逸了,另外有些转入地下,而留下的地形比较平缓。

在祝融号没有降落之前,美国有8次着陆,最早就是美国的海盗1号、海盗2号,里面装了仪器来探测,主要的任务就是探测有没有生命,美国在1976年发射了海盗1号、海盗2号,都是有仪器的探测器,已经安全着陆,而且进行工作。美国在上世纪末还发了一个火星车上去,叫“探路者号”,也着陆在那个地方。另外2004年发射了“机遇号”和“勇气号”两个火星车也都在附近,第六次是2008年发射了一个新的着陆器叫“凤凰号”,第一次探测到火星地下有水体分布,这是第六次。第七次就是“好奇号”,做了大量的工作。第八次是2018年发射的“洞察号”,现在这8个探测器基本上都密布在这个平原上。

那么我们着陆的地方为什么选择这个地方呢?这个地方首先你要地形比较平坦,不能坑坑洼洼太厉害了,因为我们是个着陆架,没有仪器,架子上面有一个火星车,火星车降落要从着陆架上走下来。4条腿不能有一条腿打到坑里面,那个地方总体的地形还是比较好的。经过那么多探测是比较方便的,所以我们探测的也选择了这个地方来作为祝融号着陆的探测范围。

这里我们做了很多的工作。我们知道要选择一个地方,一个是地形地貌很关键;另外就是天气很重要。月球上根本不考虑天气,因为超高真空,没有天气变化,但火星是有天气变化的,特别是沙尘暴,火星的大气压相当于地球的1%,所以空气的运动速度很快,只要压差有一点,马上就很强的风刮过去,就掀起火星上的尘土。为什么我们印象中的火星为什么是红色的呢?因为沙尘暴起来以后,把扬起来的地表尘埃,因为有很多赤铁矿,这些赤铁矿怎么来的,过去的湖干枯一以后,铁的成分就形成了赤铁矿。赤铁矿是红颜色的,我们古话当中的绘画有一种红色除了用朱砂,也有用赤铁矿,结果它一来,沙尘暴很长,演变成全球性的沙尘暴。

所以我们选择,一个是选择地形,一个是选择比较好的气象。根据常年的统计,五六月间,火星的沙尘暴不会怎么爆发,历史上很少有记录。在火星也有天气预报的,也可以做到的,我们待的那段是选择一个地形最平、气候最好、可能不会遇到沙尘暴,我们是做得比较好、比较稳当的,所以着陆在乌托邦平原。

主持人:谢谢您,我们选择在乌托邦平原您刚才提到了,考虑到一个是地形,二是时间点的选择,在五六月不会有特别强烈的沙暴天气。火星上的总体环境,我们综合考虑的话,您觉得祝融号火星车相比探月的玉兔号在勘探任务当中,还将面临哪些更加艰难或者更具挑战性的问题?

欧阳自远:大家可以看我手里的模型(一个嫦娥3号、嫦娥4号的月球车的模型)。大家都可以看到,有两个翅膀,我们也有祝融号的模型,这个模型是这样的。它也有太阳翼,月球车是两个翼,火星车是四个翼。从通讯来说,月球是离地球距离比较近,只要1.3秒我们的信号就可以传播给它。但火星就不同了,正如刚才庞之浩先生讲的,距离比较远,需要十五六分钟发一个信号过去那边才能接收到,延迟比较长。临时发布一些东西,这个时延太长了。但月球就没有这个问题,也没有沙尘暴,所以探月会对探测火星更容易些,火星的任务比较繁重。这两个还是有很大的差别。

任何一个国家一定是先去了月球再去火星,我们说在空间探测上,月球探测是起点,跨出我们的门槛一样的,你要出去第一步月球,你把这些技术提高了;第二步,火星是我们的邻居,你才能够到邻居家去,路途也比较远,气象变化也是比较大,火星的探测比月球更为艰难,也更会提高我们的技术。目前火星探测现在已经成为全世界的热点,我们已经向前跨了一大步,已经进入到全世界对太阳系探测的一个热点。又加速我们的进步了。

主持人:刚才欧阳院士提到整个探测的难度当中,其中有一点,就是有强烈的风暴干扰,火星距离太阳的距离也许很多网友好奇,我们究竟为什么会选择以太阳能这样的方式作为支持的能源?天问一号的设计寿命是三个月,欧阳院士提到过太阳能它的能量密度是有变化的,是有波动的。在这里请教庞之浩老师,为什是使用太阳能?

庞之浩:我们在探月的时候,既使用太阳能,也使用了核电池,因为月球有长月夜,13天半,夜晚非常冷,到零下180度,晚上太阳能电池翼不起作用。但火星没有这种情况,火星的一天跟地球是差不多,二十四点几小时,阳光还是比较足,赤道附近最高能达到二三十度的。在火星上虽然太阳能辐射强度只有地球43%,但是通过已发射大量的火星探测器来看,基本上能够满足需求,无论轨道器还是着陆器还是火星车都行,现在最大的问题就是着陆器和火星车怕火星沙尘暴。因为美国有两辆火星车都是因为沙尘暴附在太阳电池板造成退役,一个是美国第一辆火星车“旅居者”,第二个是属于老寿星“机遇号”火星车,它虽然超期服役,工作了很长时间,也因为沙尘暴退役了。

为了规避沙尘暴的影响,美国第三代火星车好奇号和今年着陆的毅力号使用核电源,核电源既有好处也有不利之处,好处是不惧沙尘暴,工作寿命比较长;但不利的地方一个是技术非常复杂,第二,它的成本也非常高,而且万一出现了故障,会造成污染等等的情况。苏联曾经由于核动力卫星出现问题,落到加拿大产生了比较大的影响。无论用太阳能电池作为电源还是核能作为电源,都是要根据自己国家的技术水平还有资金的投入,有一个循序渐进的过程才行。美国曾经发行木星探测器,比火星还远,第一个木星探测器“伽利略”使用的核能,但其第二个木星探测器“朱诺”反而使用太阳能,因此不想有任何污染和污染木星,如果能满足需求,太阳能是一个好的选择。

主持人:谢谢二位专家。说到这次登陆火星,大家在网上看到相关的报道,网上出现频率比较高的一个关键词就是“恐怖九分钟”,大家解读之前的毅力号登入火星提到恐怖7分钟,这个恐怖究竟恐怖在哪?关键的几个节点能不能请您分析一下?

庞之浩:恐怖的7分钟也好,9分钟也好,都表示它的难度。有人形容火星的难度相当于在巴黎打一个高尔夫球要落到京东。完全要求它的自主,我们之所以9分钟,是着陆器的路径比较缓,美国没有进入火星轨道,直接着陆,它是比较陡。我们上山越缓越平稳一些,我们利用环绕器-着陆巡视器组合体围火星绕了三个月,进行一个勘测。欧阳教授所说的我们要利用火星当地最好的气候着陆,这个时候沙尘暴也特别少,着陆就更安全。着陆的过程一般有几步,每一步都不能错,动作也非常复杂。

像天问一号的着陆大致流程是这样的:大约15日凌晨1时许在停泊轨道实施降轨,机动至火星进入轨道。4时许,着陆巡视器与环绕器分离。分离以后30分钟环绕器要用升轨升到停泊轨道,再转到中继轨道。着陆巡视器历经约3小时飞行后,离火星表面125公里进入火星大气,经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲,成功软着陆于预选着陆区。其中气动减速用5分钟把速度降低90%。因此整体探测器的外壳设计很大,所以我们还要进行升力控制。后续,“祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。

另外,进入大气层速度不能太快,太快会产生极高温度使着陆巡视器烧毁。下降到离火星大概10公里的时候,要打开超音速降落伞,着陆巡视器由每秒4.8公里减到每秒460米,减速的功劳90%要通过气动减速来完成。通过降落伞进一步减速,减速到让它速度达到每秒100米以下,从每秒900多米到每秒100米以下,这时候我们的降落伞的任务就完成了。接着就要抛掉上面的背罩和下面的大底,露出平台和发动机,伸出着陆腿,平台上的7500牛变推力降落发动机开始点火工作,进一步减小着陆巡视器的下降速度,在离地面100米的时候,让它悬停。这些都得自主完成没有人指挥,也没法干预,找到一个平的地方后继续下降,到地面的速度也就是每秒3.6米左右,它还有4个着陆腿,在最后的落“火”瞬间,利用四条着陆腿里的缓冲吸能材料,把着陆时的冲击力缓冲掉,确保着陆巡视器平稳着陆在火星表面。这一系列的着陆动作全都是自主完成,这是非常了不起的一件事情。

这次通过一次发射完成了绕落巡,这在世界火星探测史上没有的。它使我国深空探测能力和水平实现跨越式发展,既能对火星进行全球性的综合普查,又可以对火星进行区域性的详细勘测,从而对火星进行全面研究。

主持人:您提到所有的这些复杂的动作都需要自主完成,我们也提到了恐怖9分钟,您提到这个速度是每秒5公里的速度在9分钟之内降到0?

庞之浩:说的更大一点,9分钟的时间把速度由每小时2万公里变成0,就是这样一个意思。

主持人:要在没有地面进行远程控制的过程中,由着陆器自己完成整个过程。

庞之浩:是的,我们要提前注入数据,包括我们进入大气的角度也是要非常讲究的。要进入走廊,如果太陡,下降速度太快,就容易烧坏,如果太平了,有可能就出去了,飞走了,角度的控制也是非常重要。

主持人:角度的控制,着陆方案的确定,包括所有的这些对于火星地面的气象种种这方面的数据监测,都是到达火星近三个月一直停留在停泊轨道上天问一号进行多面方面的采集和设置完成的。在着陆的过程当中,天问一号做出了哪些技术上的突破?天天问一号设计外壳上采用了一种“气凝胶”的黑科技,这是我们国家自主研发的,这个作用在哪个环节,带来了哪些技术上的可能性呢?

庞之浩:我们这次用到了很多黑科技,其中有一种就是你所说的高性能纳米“气凝胶”。这个东西可以应对极热和极寒,而且非常轻,甚至比空气还要轻,世界上最轻的固体。涂的效果能够抵御负120度的严寒。也可以抵御达到1200度的热温。我们还在火星太阳电池板上装了一个新技术,叫“集热窗”,可以收集太阳能,而且它的效率非常高。上面装了一种叫正11烷物质存储能量,白天比较热的时候吸热熔解,到晚上天气冷了以后,温度下来以后又凝固放出热量,效率可以比我们太阳能电池翼还要高,效率达到80%。我们的火星车也是非常智能,它是人类第一辆主动悬霍火星车,底盘可以自动提高,遇到障碍可以自动提高,这样我们就可以跃过去。不仅能够直着走,能够拐弯,还能够像螃蟹一样,蟹性行走,遇到障碍的时候,非常方便了。

火星车还有多种的工作模式,遇到阳光好的时候,我们全方位探测;遇到阳光不好的时候,我们可能关掉一些机器,采用部分的模式进行探测;遇到黑夜,沙尘暴厉害的时候,自动采用睡眠模式,天气一变好就自动转过来就能够自动工作,降落伞方面我们也采用了很先进的降落伞。还有太阳电池翼,我们设计过很多方案最后采用蓝彩蝶的方案,需要保证能源的使用,又不影响工程上的使用,还需要比较轻,在执行开进的过程中没有障碍,我们采用啦很多智能化的手段,保证我们的火星车能够更好地完成任务。

主持人:谢谢您庞之浩老师,其实说到火星探测器登陆火星,大家关注的数据,技术的指标以及要完成的科研上面的探索为我们打开很多想象力,正是在探索和进步的过程当中。之前马斯克说过在2050年建成火星城市,欧阳院士您觉得这样的状况可以实现吗?未来对于火星的探测和在上面进行技术上,包括工程上的尝试您有什么样的预期和什么样的判断?

欧阳自远:我们中国对未来升空探测提出这么一个方案,月球就是要建立月球科研站,充分开发月球资源。火星探索方面目前我们发射了天问一号,希望可以将来落到一个关键性的地区,把火星的样品、火星的石头取回来。因为有一些地区的岩石它代表着火星演化的关键性的问题,我们一定要有样品,我们现在全人类到今天为止,没有从火星上拿回一克的样品回来,因为技术方面还做不到这一点。我们准备做。

我们地球上已经得到将近300块火星掉到地球上来的石头,我们都收到过也做过研究。火星的陨石可以告诉我们,火星的水是怎么跑掉的,它经过什么过程,但是我们不知道这块石头在火星什么地方,为什么火星、月球会掉下石头掉到地球,因为很多小天体撞火星,一撞就形成巨大的坑,里面的石头粉碎建设,99.9%的建设物会落回到火星或者月球,总有一些可以飞出月球,飞出火星。不管怎么样总有一些碎块会降落在地球上。

除了探月和火星的探索,我们目前也要要做小行星的探测。月球探测是起点,火星探测是热点,小行星探测是当代的亮点。最难的地方是太阳系行星之间的探测,我们中国要逐步去实现。地球外面还有成千上万个各种各样的小碎块,有些几公里大,对我们地球会造成重大的威胁。比如恐龙灭绝就是一块10公里大小的天体撞下来,导致地球上一百多万个物种被灭绝。比如说再来一个小天体撞地球,假如很大,10公里以上,一定会造成一次巨大的地球生物灭绝的事件,这是潜在的。还有比如全球性的火山、地震爆发,这也是对人类带来巨大的灾难,但也许以后有办法能够消除这种撞击,我们现在也在研究,我们要重视和探测对人类命运有重大意义的问题。

中国的科学家研究过掉在非洲的一块火星陨石,最近他们探测到火星岩石里面有有机物,我们推断可能以前火星产生过最初级的生命,所以火星是一个很好的研究对象,畅想未来我们有两个栖息地(地球和火星),我们一定要确保我们人类长期的未来发展的安全和幸福,这是科学家的责任。

那么火星怎么改造呢?方案很多,但是也有很多问题需要关注。刚提到的马斯克对于火星改造的想法,他曾提出要大量的火星移民,建议在火星上炸一万个氢弹爆炸,这样很快提高火星表面的温度,使火星的冰雪全部溶化,这样可以更快加速火星的改造和建立火星城市,从这样的预计推测来看2050年可以实现大量移民,建设一些火星的城市,这样激进想法是很不错的,但是有一个科学的问题我们要严格论证,没有任何论证只是发表自己的一些看法,那是很难实现的。比如这个想法中,要一万个氢弹爆炸,如果有1%出事的话,就有100个氢弹,这些会带来灾难性的危害,所以这些要踏踏实实要有科学的论证。我很赞赏他的这种勇气,但是我也觉得难度还是很大,另外不一定能够真正实现。移民火星这是人类未来持续发展,另外最重要的是能够持续得到发展的一个很重要的问题。

主持人:谢谢您欧阳院士,我们说回到这次天问一号探测器登陆火星,祝融火星车,祝融是上古神话的火神,火的应用促进人类的发展。说到这里欧阳院士也提到每一项我们进行的空间探测的任务,其实都带动了一大批的技术的发展以及更多的探测的可能性,您也提到小行星间的穿梭探测,我想请教两位专家,祝融这个名字包括未来一段时间,我们再看今天的天问一号登陆火星这件事情,它的意义究竟是什么样的?

庞之浩:探测火星的意义太大了,因为火星跟地球是最像的一个行星,它有一天24小时的,有四季,有大气,在夏天的时候温度也比较高。探测火星有助于了解地球的起源和演变,也有助于了解生命的起源和演变,有人说火星是地球的未来尽金星是地球的过去。火星以前很像地球,所以经过几十亿年的演变,演变成现在温度很低,大气很少。我们要通过研究火星,还要防止地球变成第二个火星。还有一个目的,欧阳院士所说的,我们地球有一天如果受到外星球的撞击,能源枯竭了,我们要给人类建设第二个家园,要通过大量的研究表明,火星最适合改造成人类第二个家园,所以探测火星是非常有意义的一件事情。

欧阳自远:对于火星车的取名祝融,我是非常赞同的。祝融是按照中国的文化传统和传说,它是我们中国的火神。传说很多,比如有些说他是炎帝的儿子,有些人说他是三黄五帝的义帝,祝融教会人类用火,给人类带来光明,由于人类可以进行熟食,对于人类的健康成长、发展,人类的用火的历史也是人类成长和逐步越来越文明的一种最特征的表现,这里代表了我们古代文化的一些特色,也是我们一种文化的传承。祝融的名称这次是得到了全国公众的赞成,以后我们大概都会这样做,征求大家的意见,这样的话,能够更好地弘扬我们中华文化,同时也能够跟科学更好结合,使人们更好了解。

主持人:在我们今天的这场直播结束之前,还有最后一个问题想问二位专家,在未来三个月的时间当中,二位对于祝融号所采集回来的各种样本,您二位分别最关注的是哪项?

欧阳自远:祝融号目前还不具备能力把样品采回来,它将会探测到很多科学的信息。它上面大概一共放了6台仪器,我刚才说过了,在探测上有很多都是世界上目前做得并不好的的方面,我们希望这次把它完善。我坚信一定会为研究火星的发展的历史,来研究火星的一些特殊的环境和火星的气候变化以及火星内部的结构做出我们中国的重要贡献。

庞之浩:我是最期待几项任务,一个是它的相机,因为我们要拍到火星表面的清晰图片,虽然我们目前也可以看到其他国家拍摄的图片,但这次是用我们自己的相机,而且是在我们着陆的特殊地点拍到的高清大片,这是非常令人期待的。

第二,我期待它的次表层雷达是否能够真正探测到火星表层下面到底有没有水或者冰,如果探测到水冰可以再次印证火星上有水,水是生命之源,也可能就会有生命。我对气象仪也是非常感兴趣,等于把气象站搬到火星上,看看火星上的风云变幻是什么样,为我们科学家拿到第一手数据,希望我们科学家拿到数据进行原创性的研究,取得更大的成果。

主持人:非常感谢二位老师今天给我们带来一个多小时的分享和解读,其实说到这里,大家对于天问一号探测器后续的发展,包括之前我们所成的这些工作,腾讯新闻为大家进行了一个专题的总结。欢迎各位网友在整个关注天问一号探测器的过程中,积极留下你的疑问,我们后台的工作人员会为大家请教最权威的专家,给大家带来天问一号最详尽的报道。未来火星探测改造以及方方面面的建设发展让我们共同期待,就像欧阳院士说的,祝融也期待大家的关注,这我们共同的事业。感谢各位网友今天的关注,我们下次再见,谢谢大家。