▲11月8日,在俄罗斯莫斯科,“火星—500”实验项目的6名志愿者,在经过520天的模拟实验之后举行的首次记者招待会上拍照。

　　“火星-500”项目得名于人类飞船往返火星约需500个地球日,其目的,是通过模拟太空旅行了解未来火星探测宇航员的心理和生理状态,为火星登陆积累经验。实际上项目持续了520天。11月4日试验完毕。(新华社资料片)

　　人类进入航天时代以来,向火星发射了数十颗探测器,但多数探测活动以失败告终。人类远征火星有多难?

　　行星际航行

　　火星与地球虽然是太阳系里的近邻,但人类想到火星上去“串门”是非常复杂的系统工程。

　　上海卫星工程研究所研究员、“萤火一号”副总设计师陈昌亚博士介绍说。目前,人类从地球前往火星的行星际航行方式有两种:一种是利用大推力火箭将探测器发射到近地轨道“驻留”,暂时“歇息”,然后再加速转移到“过渡轨道”送往火星的“双曲线轨道”;另一种是由更大推力的运载火箭直接将探测器发送到奔往火星的“双曲线轨道”上。

　　据陈昌亚介绍,此次俄罗斯探测火星采用的是前一种行星际航行方式。根据计划,俄罗斯天顶号火箭从拜科努尔发射场发射,将俄罗斯“福布斯-土壤”和中国“萤火一号”两个火星探测器运送至轨道高度约为240公里的近地轨道。在近地轨道运行2圈后,推进上面级发动机第一次点火工作,使探测器进入转移过渡的椭圆轨道。这个轨道周期约2.2小时,远地点轨道高度4300公里,近地点轨道高度240公里。在过渡轨道上无动力飞行一圈,上面级发动机第二次点火,使探测器进入“双曲线轨道”飞离地球。

　　如果一切顺利,火星探测器从起飞到进入双曲线飞离轨道的总时间应该不超过6小时。但由于安装在“福布斯-土壤”火星探测器上的发动机没有点火,第一次轨道转移没有成功,目前俄方正在全力挽救。

　　即使火星探测器顺利踏上奔向火星的路,由于行星际航行路途遥远、地火轨道空间环境险恶,一路也充满了艰难险阻。

　　深空测控

　　如果把在星际航行的探测器比作“风筝”,航天测控网就是那一根牵住“风筝”的线。通过这条看不见的“天地之链”,地面控制系统可以对探测器的飞行轨迹、姿态、各个系统的工作状态进行测量、监视与控制。

　　由于地球与火星最远相距4亿公里,需要实施超远距离的测控和通信,以确保指令的上传和数据的下传,这就要求地面测控站的天线孔径很大,发射足够大的上行功率和接受来自数亿公里远的火星探测器发回的下行微弱信号。此外,遥远的地、火距离,还使得信号往返一次至少需要45分钟,因此,必须要求探测器高度自主完成事先设置好的功能。

　　进入二十一世纪以来,大规模深空探测已成为人类重要航天活动之一。与以往相比,目标更明确、规模更宏大、参与国家更多,世界各主要航天国家都将深空探测视为显示国家综合国力和国际地位的重要战略性领域,十分重视深空测控网的建设。俄罗斯的深空测控网由3个深空地面站、2个指控中心和2个弹道中心组成。美国航天局的深空测控网由经度间隔120度的3个深空地面站组成。

　　迎来高潮

　　火星和地球有很多相似特征。火星上不仅有类似地球上的季节之分,还可明显地分出“五带”。此外,科学家还发现火星上有一定量的大气,有白皑皑的极冠。

　　人类对火星寄予期望。火星探测迎来新高潮。除中俄联合探测火星外,美国也计划2011年发射“火星科学实验室”,以寻找生命的基本单元、研究火星表面的化学、矿物和同位素成分,研究火星大气层演变历史和表面的辐射环境。在欧洲航天局实施的“曙光”空间探索计划中,火星探测被列为首个旗舰任务,计划在2016年发射一颗火星环绕探测器“火星生物学(ExoMars)”漫游车。印度也计划在2013年发射一颗火星轨道器。

　　中国航天科技集团公司科技委副主任于登云在陈昌亚研究员新近翻译出版的《远征火星》一书译序中说:“中国作为负责任的航天大国,随着国家综合国力的不断增强,在不久的将来将适度开展以火星为重点的深空探测活动,中国人自主深空探测的足迹必将踏上距离地球约4亿公里的火星、乃至10亿公里以远的星球,以更好地认识宇宙、服务地球、造福人类。”