火星上首次留下中國印跡！有關祝融號火星車著陸火星的10大問題詳解（3）

問題七：祝融號怎么與地球通信？

地火距離對于通信是個巨大的挑戰(zhàn)，信號衰減情況隨著距離增加迅速提升。一方面，在地球上需要建立巨大的深空通信天線網，以盡可能捕捉來自天問一號的微弱信號；另一方面，天問一號的環(huán)繞器也要攜帶直徑達2.5米的高增益定向天線，盡力提高通信能力，與地球保持穩(wěn)定聯系。

然而，祝融號是不可能像環(huán)繞器一樣攜帶巨大的天線并提供足夠能量供應的。同時，它還攜帶了6大核心科學儀器和工程相機等輔助系統(tǒng)，數據量巨大，對通信資源要求很高。祝融號還時刻跟隨火星自轉，與地球溝通極為困難。

因此，祝融號通過環(huán)繞器實現信號中繼。在正常運轉時將所有寶貴數據儲存起來，環(huán)繞器飛臨祝融號上空時，祝融號將信號上傳并接收新指令，全程由環(huán)繞器直連地球。

問題八：祝融號能進行什么科研？

千言萬語不如一張圖，“拍照”是祝融號最核心的科學研究目標之一。例如，可拍攝火星高清廣角大圖的導航地形相機，能為我們帶來各種火星“華麗的荒涼”場景。通過多光譜相機，可以詳細分析地形、地貌和地質的具體情況，巖石土壤光譜數據也能助力科學家研究火星表面演化的歷史和未來。

表面成分探測儀也是個“黑科技”。微成像相機能將砂石放大到頭發(fā)絲般粗細的微米級，激光誘導擊穿光譜儀更能在數米外用激光把巖石成分燒蝕成等離子體，同時利用有“遠程顯微鏡”之稱的短波紅外光譜顯微成像儀進行分析，大幅增加了祝融號的科研范圍和能力。這一幕，像不像科幻電影中外星人降臨利用激光武器“毀天滅地”的場景？

此外，通過次表層探測雷達，我們能利用“火眼金睛”一探火星土壤和淺層地下的結構，找尋那里暗含的奧秘；火星沒有全球覆蓋的穩(wěn)定磁場，但表面卻存在支離破碎的偶極磁場，暗含著火星歷史演化的痕跡，這些需要表面磁場探測儀大展身手；而氣象測量儀，則能為祝融提供各種氣象條件，讓我們了解這顆神秘行星的“呼吸脈絡”。

問題九：祝融號著陸后，天問一號在干什么？

祝融號工作期間，天問一號的環(huán)繞器會一直緊張忙碌為它服務，轉發(fā)各種科研數據回歸地球，同時向它轉發(fā)來自地球的指令。

但環(huán)繞器本身也是個超級科研平臺，它攜帶了7項儀器。由于環(huán)繞器飛行在距離火星最近200余千米、最遠12000余千米的大橢圓軌道，它們能在多種軌道高度對火星進行整體性、全球性、綜合性研究。

環(huán)繞器帶有中分辨率相機、高分辨率相機、次表層探測雷達、礦物光譜分析儀、磁強計、離子與中性粒子分析儀、能量粒子分析儀等的超強組合?；鹦谴髿怆婋x層怎么樣？火星周邊太陽風等行星際環(huán)境如何？火星表面和地下的水冰在哪里？火星的土壤類型怎么樣、怎么分布？火星的地形地貌有多壯觀？它們如何變化？火星表面礦物和物質成分情況如何，哪里會有“寶藏”？火星的過去和未來到底怎么樣？有沒有可能存在生命？有太多的感興趣話題，都需要等待環(huán)繞器集中解答。

問題十：天問一號對中國和世界航天有什么意義？

探測火星從來都不是一件容易的事情，幾千年來，中國文化一直用“熒惑”來描述對它的未知，西方文化也把它想象成了象征著災禍的戰(zhàn)神（Mars/馬爾斯）。人類進入航天時代后，對火星的探測掀起一波又一波浪潮，但也面臨著極為殘酷的挑戰(zhàn)。20世紀60年代，開局就是6次慘烈的失敗，直到今天總成功率也僅為一半左右，無論成功與否，每一個任務都造價不菲。

天問一號探測火星，祝融號著陸火星，不僅是中國航天工程任務難度的新突破，更是我國在行星科學領域的史無前例突破。天問一號的五大科學目標將為我國深空探測領域打下重要的基礎，同時，也給世界帶來了對火星研究的豐富補充。宇宙是個聯系的整體，通過洞察這顆行星的奧秘，我們也能一探地球的過去和未來，邁向更遠的星辰大海。

2000年前，屈原在長詩《天問》中發(fā)出的“九天之際，安放安屬？”和“日月安屬，列星安陳？”的曠世之問。2000年后，中國航天人要用實際行動給出解答：天問，問天！第一站就是火星，未來，還有更多的下一站來解答古人的疑問。

來源百家號：中國科普博覽（中國科學院網絡化科學傳播官方帳號）