中国人第一次火星之旅 我们来了！

火星，中国来了

4年前,2016年1月11日,中国首次火星探测任务「天问一号」正式立项。

今天，2020年7月23日，「天问一号」搭载长征五号运载遥四火箭,在中国文昌航天发射场发射升空。

这是中国人第一次自主探测火星，6个多月后成功抵达，我国将成为继美国、苏联/俄罗斯、欧洲、印度、日本后第6位「国际火星俱乐部」成员。

顺利完成「环绕+着陆+巡视」三大任务后,我国将是美国后第2个实现火星着陆的国家。

摄影©CFP

回想50年前，中国第一颗人造卫星「东方红一号」发射，中国人正式开启星际征途。

50年后，中国航天科技已达到世界领先水平，嫦娥奔月、神舟飞天、北斗列阵……一代代运载火箭载着我们的航天梦升空。

我们的征途是星辰大海！中国人早已许下雄心壮志：

下一站，火星！

▲中国深空探测已拉开帷幕,继人造卫星、载人航天后,探月工程五战五捷，中国首次火星探测任务「天问一号」完成将标志我国深空探测能力实现跨越式发展。摄影©CFP

火星，中国为什么一定要去？

从科学探索看，火星探测，是太空强国的重要标志，登陆火星，中国将跻身世界航天第一梯队。中国人，非去不可。

从人类未来看，地球迟早濒临人类生存极限，火星是太阳系中人类最可能移民的行星。这是关乎人类生死存亡的终极问题，地球人，非去不可。

火星，人类的终极狂想。

这不仅仅只是一个科学命题，生存、竞争、探索、征服、幻想……欲望的引力来自外太空，更来自人类内心。

▲「天问一号」命名取自中国诗人屈原的名篇《天问》，问天地、问浩气、问乾坤。制图©时差岛

为什么要登珠峰？因为它在那里。为什么要去火星？因为它在那里。镌刻于人类基因中的好奇心，驱动着我们一次次奔赴星辰大海，而今又踏上茫茫宇宙的未知征途。

中国人有能力飞得更远，我们也应该飞得更远。我们要探测整个太阳系，我们要向太阳系的星辰大海挺进，这就是我们的目的。

——中国探月工程首席科学家 欧阳自远

我们期待着，200天后，当中国火星车第一次触摸火星表面，打开它深蓝翅膀那一瞬间，14亿中国人的热泪盈眶！

▲天问一号，万众期待！图为甘肃金昌“火星1号基地”。摄影©CFP

前往未知，发现未知，火星，我们来了！

本期时差岛，邀您一起，凝望这颗火红星球

中国天问：第一次，有多难？

此时此刻，「天问一号」正赶往火星！ 这注定是一次超高难度的旅程。

时机难逢！每26个月等一次的「火星发射窗口期」是地球与火星距离较近,飞行最省燃料的时机,2020年7月正好是黄金窗口期，万一错过，又要再等2年多。

于是，三国扎堆去火星！

7月20日，阿联酋「希望号」率先出发；

7月23日，中国「天问一号」荣耀启程；

8月上旬，美国「毅力号」也即将发射。

而「天问一号」无疑是我们中国人最关心的。

▲当火星跑在地球前面44°角时,探测器发射沿「地火转移轨道」飞6-7个月遇见火星,探测器被火星引力场捕获。这样的时机每26个月出现一次。制图©时差岛

目标高难度！

中国首次自主火星探测任务，就要挑战人类航天能力的极限，一次发射完成「环绕+着陆+巡视」3大目标。美国人飞2次才能做完的事，中国要1次搞定。

如此高起点、高难度的挑战，是世界航天史前所未有的壮举！

▲按计划，环绕器将于2021年2月11-24日环绕火星运行，着陆巡视器将于2021年4月23日降落火星表面。制图©时差岛

成功率低...

至今，人类已发射44个火星探测器，成功率仅为43%，美国人有一个形象比喻：其难度堪比「从巴黎打一个高尔夫球，刚好落到东京某个球洞里」。火星也因此一度被称为「星际坟场」。

我们也经历过失败。

2011年，中国首个火星探测器「萤火一号」乘俄罗斯飞船升空，因轨道调整失败而坠毁。这也坚定了我国完全自主探火的决心！

▲图为NASA模拟航天器接近火星的概念图 摄影©CFP

为什么这么难？

首先，它太远了！

从地球飞抵月球只需4天，飞抵火星最短也得6个月。拥有超强能力的运载火箭，是这场星际大穿越的关键前提。2016年，庞然大物「胖五」横空出世，终于让几亿公里的火星之旅梦想成真。

测火星有多难，天问一号+胖五就有多牛！

▼

制图©时差岛

其次，通信延迟。

从地球发一个信号去火星，光速奔跑也得23分钟，对探测器的自控能力要求极高。

再次，着陆更是难上加难！

火星气候狂躁，沙尘暴一刮啥都看不见，着陆前7-8分钟，无法与地球取得联系，探测器要「完全独自」面对一切未知。这最难最惊险的环节被称为「恐怖7分钟」。

中国「天问一号」探测器

着陆过程模拟

一路狂奔的天问一号

将通过4个减速段把速度从4.8km/s减到0

降落伞打开的场面，将极为震撼！

▼

着陆成功，火星车释放

这只深蓝闪蝶将在火星表面开启

长达3个多月的巡视之旅

▼

影像来源©央视频

让我们共同期待「天问一号」成功着陆！

火星，地球的姐妹星

太阳系八大行星中，火星是唯一「像地球」的天体。

水星、金星虽近却太炙热；天王星、海王星又太遥远寒冷；木星、土星充满气体，根本没法着陆；只有与地球毗邻的火星，结构、年龄乃至初期环境都相似，成为了我们最容易接近的行星。

制图©时差岛

火星的一天有24小时39分钟，时间长度和地球相似，也有昼夜交替、春夏秋冬四季轮换，气温和其他行星比，还算勉强「温暖宜人」......

制图©时差岛

更重要的是，火星有液态水！

火星与地球刚出生时有着相似的模样，40亿年前，它们一样是海洋世界。两姊妹在剧烈天体撞击中活了下来，却在随后几十亿年分道扬镳：

一颗蔚蓝，诞生了生命的奇迹，一颗火红，走向了死寂与荒芜。

40亿年前的火星，亲切！

▼

▲40亿年前，火星雨水充沛、生机盎然，北半球的海洋覆盖了火星表面1/5区域。

曾经如此美妙的火星，为何走向与地球截然不同的命运？关于这个奥秘，人类的探究才刚刚开始。科学家推测,「太阳风」数十亿年吹拂让火星磁场消失，地貌发生了根本变化——火星死了！

▲火星比地球小得多,太阳风吹走大气层,磁场消失；还有一个说法是火星内部地质活动停止,内核冷却。总之，最终海洋蒸发,火焰熄灭,地表结冰…火星成了今天的样子。

火星上有生命吗？

这是人类最关心的问题。人类「跟随水的踪迹」在火星寻找生命，结果仍未知。但毫无疑问，假如太阳系真存在地外生命，火星一定是最可能的那个！

▲宽阔的河流、泛滥的洪水这些早期景象至今有迹可循。2018年7月25日，《科学》杂志一论文称人类首次在火星直接找到了液态水——南极冰盖下存在一直径20公里的冰下湖。摄影©NASA

火星，到底长什么样？

火星之所以呈红色，因富含铁的岩石「氧化」，就好比铁生锈了一般，当生锈尘埃漂到大气中，整个星球就红了。准确地说，是一种迷人的铁锈红。

摄影©ESA/DLR/FU Berlin

从1965年「水手4号」传回第一张火星照片，迄今，人类照相机已拍遍了99%的火星表面，绘制出极详细的火星全图，并试图拼凑它的过去。

火星全图▼

北半球，一马平川

南半球，伤痕累累

地图来源©National Geographic

时间在火星是停滞的。

火星表面，最古老的诺亚纪地质，（41~37亿年前）占了总面积一半；而地球上同等古老的地质面积仅占1%。这意味着：人类有机会在火星上一睹太阳系诞生早期的样子。

水手峡谷Valles Marineris

太阳系最大峡谷，火星最著名景点，在它面前，地球所有峡谷都相形见绌

▲水手谷因1972年发现它的NASA探测器「水手9号」而命名。长约4000多公里、宽约200公里、深约7公里。比地球第一峡谷雅鲁藏布江大峡谷更深，长度相当于从上海开车到拉萨。

赫伯斯峡谷Hebes Chasma

火星上，火山与峡谷都比地球大得多！

奥林匹斯山

Olympus Mons

火星上最大的「包」

也是整个太阳系最高山峰

高度2.6万米≈ 3个珠穆朗玛！

火星显著地貌多以希腊神话命名

▲火星20多座大型火山中最著名的！它最后一次喷发是在约2500万年前，盾形的火山口能装下整个伦敦。

塔尔西斯山群Tharsis Montes

三座火山连成一线的火山高原

幅员辽阔，面积比美国还大

▲塔尔西斯山群与奥林匹斯山毗邻，地图上十分显眼。

维多利亚撞击坑Victora Crater

火星上遍地陨石撞击坑

颇似月球表面地貌

诺亚台地Noachis Terra

火星最古老区域之一，满是水蚀痕迹

火星地质年代的诺亚纪就以它命名

南北极冰盖Mars Polar

火星的南北极有着「生命之源」，

由水冰组成的极地冰盖令人惊喜！

▲冰盖下面是永久冻土(水冰),冰盖上面是二氧化碳冰(干冰)。夏季太阳照射，干冰层蒸发，水冰暴露出来，可供采掘。

火星的皮肤，迷人的火星褶它不止红色，还有棕黄、灰白、蓝绿……探测器拍下的这些照片,让人想起作家福楼拜的金句：科学与艺术在山脚下分手，却在山顶上会合。

火星皮肤色

▲极地雪崩的白、流动沙丘的蓝、液态雪融水的灰、沉积层的褐色褶皱……火星地貌本身就是大地艺术。

火星的日出是橙色的；

火星的日落是蓝色的。

▲在地球，空气散射光线让天空呈蓝色；在火星，散射来自红尘埃，天空呈橘色调。

▲日落时,太阳光被灰尘散射呈蓝色状。与地球相比,火星离太阳更远,太阳看上去更小了。

沙尘暴一刮，就遮天蔽日，尘土会始终覆盖一切……很偶尔，飘过一缕水冰云；

▲水冰云只在赤道低空和极地附近偶尔出现。图为尘卷风投下的蛇形阴影。

火星上也有「麦田怪圈」，是火星人在微笑?

▲2008年火星轨道探测器拍摄到的怪圈。

对了，火星有两个「月亮」，幸运的话，能看见双日食。在火星上,「月亮」的安慰也是双份儿？

▲火星有两颗长得像土豆的卫星，但非常小，直径还不足月球的1%。当两颗卫星在太阳前经过时，就是双日食了。

人类认识火星,千年为期

早在4000多年前，人类就开始用肉眼观测火星，也用它来占卜人世间的祸福。无论在东西方古人眼里的火星≈「死亡」「血腥」

中国古人称火星为荧惑，是极凶兆；古巴比伦人称它是死亡之星；古希腊、罗马人用嗜血战神称呼它，这也是火星英文Mars的由来。

▲罗马神话中的战神Mars @Hans Thoma

世界进入近代史，望远镜的发明，科学代替了神话，人类才离火星近了一点点。

1609年，开普勒算出火星轨道是椭圆；1610年，伽利略第一次用望远镜观测火星。

▲1877年，意大利天文学家斯基亚帕雷利绘制火星地图，意大利语标注的暗线Canali，被误会为英文Canal（运河）。「火星运河时代」成了20世纪初的大乌龙。

火星，人类的科幻母题

人类对火星的认知不断被刷新，发现极地冰盖,测量自转周期,绘制火星地图……至18世纪下叶，火星似乎被人类「看透了」。

甚至一度猜想，火星不仅有运河，还有火星人！科幻小说里的外星人，大多来自火星，这种奇妙想法左右了人类近100年。

▲火星人想象图 @Bruce Pennington

航天时代，直击火星！

人类直接探索火星，始于上世纪60年代的美苏争霸。进军火星，一开始就充满政治色彩，客观上，也拉开了人类火星探测的真正序幕。

美苏的火星争霸，美国压倒性胜利。整个1960s，苏联8次探测一次都没成功。火星也成了苏联航天史的噩梦。

▲1965年，美国「水手4号」成为人类第一个飞掠火星的探测器，拍到第一张火星照片。

冷战结束后，新一轮「太空争霸」开始，一场关于国家荣誉、金钱和人类梦想的竞赛，「登火星」成为彰显大国实力的最强符号。谁能率先实现人类航天员踏上火星，谁就永载史册。

▲2012年，美国好奇号火星车着陆火星表面，至今仍在火星上行走。摄影©NASA

人类的航天探索，失败是差一点点成功，成功是差一点点失败。

21世纪，火星探测迎来全盛时代！迄今，人类共进行了46次探火任务，美国21次、苏俄19次、日本1次、欧洲2次、印度1次，中国和阿联酋的探测器正在赶往火星途中......祝它们好运！

️

《火星探测60年》这是短短60年间人类向火星发射的环绕器、着陆器、巡视器（部分）群星闪耀

▼

▲人类的火星车质量一个比一个大，技术功能一个比一个强，火星探测由表及里。制图©时差岛

移民火星，人类并不是在幻想

移民去火星，确实是人类的未雨绸缪。

从全球变暖、疾病爆发、资源枯竭这样的慢性自杀；到小行星撞地球、伽马射线暴、黑洞吞噬、核战争、太阳大爆发、机器人控制人类的一招致命……

科学家眼里，人类灭绝，有100000000种可能。

霍金就曾断言：除非我们移民太空，否则,我不认为人类在未来1000年还能幸存。

而地球一旦毁灭，移民火星，或许是人类目前的唯一选择。

一切并不停留于幻想，事实上，如何改造火星使它适应人类生存，已成了21世纪的热门科学话题。

那么，到底何时能送人类登陆火星？

美国NASA的计划是2033年，而狂人马斯克已放出豪言：要在2050年把100万人送去火星！——这确实是21世纪最燃的狂想。

人类火星小镇

美国国家地理版本

▼

▲这是国家地理杂志2016年推出的火星专辑，对火星地球化、再造大气层、物资能源获取等做了详尽分析。

Photo©National Geographic

火星移民基地

Space X 马斯克版本

▼

▲2019年9月,美国Space X公司CEO马斯克放出他的火星移民计划,39页PPT在网络疯转。火星这个最高级竞技场，诸多亿万富翁正在加入。

火星基地设计大赛

民间脑洞版

▼

在未来，人类是否可能把火星改造成一个与地球类似、适宜人类居住的星球呢？

火星，全民大狂欢

在人类的文化语境中，月亮寄托思乡、爱恋、温情，火星则是战斗、欲望、能量。

而今天，随着科技进步人类对火星的向往，更加激烈。好奇、开拓、雄心、冒险……火星成了21世纪最酷的流行文化。

火星也激发了我们的想象力，成为文艺、时尚界的一种「高级黑」。众多科幻小说以火星为题，好莱坞的火星电影超过100部！

火星主题的电影

▼

▲《火星救援》马特·达蒙的土豆成了一个新梗。种菜、修车、急救...电影告诉我们，要成为一名合格的火星宇航员必须十项全能。

明星们为火星写歌、唱太空摇滚，艺术家借火星探讨生命、时间和哲学的意义。

▲英国歌手大卫·鲍伊《火星上有生命吗》唱尽了地球人的孤独。

▲1970年代的太空热！

设计师、旅行家也不甘示弱，无数《火星漫游指南》印刷精美，仿佛买张机票就可以来一趟火星旅行！

各种火星主题海报

▼

「地球十大酷似火星的旅游胜地」，诸如此类评选，人们乐此不疲。

从中国青海冷湖、甘肃金昌，到美国犹他州、亚利桑那州，再到约旦、冰岛…人人都想蹭一把火星热。

▲美国犹他州的地貌酷似火星，建有火星沙漠研究站。

▲冰岛 Landmannalaugar，酷似火星纹理。

▲甘肃金昌「火星1号基地」,我国首个火星生存模拟基地。摄影©CFP

火星，人类非去不可？

总有人问：地球还那么多问题没解决，为什么要去关心宇宙的事。

印度人说：如果我们没有伟大梦想，永远只是伐木人和挑水工。——印度政府答复「世界1/3穷人在你们国家，为何不先扶贫」。

俄罗斯人说：地球是人类的摇篮，但人不能永远生活在摇篮里。——俄国火箭之父，齐奥尔科夫斯基这样说。

美国人说：太空探索给人类一面自我审视的镜子。——美国政府被问「地球还有很多小孩吃不上饭时、为何花天价造火箭」时，如是说。

中国人说：这是我们航天强国的梦想，为人类和平利用太空，构建人类命运共同体贡献更多中国力量。——中国行星探测任务命名及符号，寓意深远

中国网友说，要问去火星有什么意义，请问数十亿年第一条爬上陆地的鱼有什么意义？

科学与理想、野心与欲望之外，它其实只源于人性本能。

我们登上火星是因为我们必须如此，进化早已在人类身体埋下流浪的火种，毕竟我们来自狩猎者、采集者，我们在地球99.9%的时间都是浪子，而流浪的下一站就是火星。——天文学家 卡尔·萨根

这是他在离世前留给未来火星移民的录音

而对于一个普通人来说，火星究竟又意味着什么？

正如「天问一号」的命名，这是天问，没有答案，它问向天地万物，更问向你的内心。

火星是否有生命，其实是人类的自我叩问：在宇宙中，我们是否真的孤独？

如果最终火星荒芜一片，我们更能深刻明白，生命的出现真的是个奇迹！

理解火星，就是理解我们自己。

- END -

文 | 王泽北 马听听

制图 | 韩丹 赵继成

图 | CFP NASA等

感谢本期审校专家

张超

科普作家 天体物理硕士

© 时差岛出品

主要参考资料：《火星全书》大卫·M.哈兰德 《火星》弗朗西斯·罗卡尔 《赶往火星》罗伯特·祖布林 《我们为什么要去火星？》斯蒂芬•彼得拉内克 《火星探测的主要科学问题》欧阳自远《火星移民指南》诺伯特•克莱弗特 《太阳系度假指南》奥莉维亚·科斯基 《太空旅行指南》尼尔·F.科明斯

本文系时差岛原创内容【未经授权 · 请勿随意转载】