火星上首次留下中國印跡！有關(guān)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(wǎng)，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(dá)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(lián)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(yīng)的。同時，它還攜帶了6大核心科學(xué)儀器和工程相機(jī)等輔助系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量巨大，對通信資源要求很高。祝融號還時刻跟隨火星自轉(zhuǎn)，與地球溝通極為困難。

因此，祝融號通過環(huán)繞器實(shí)現(xiàn)信號中繼。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時將所有寶貴數(shù)據(jù)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(jìn)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(xué)研究目標(biāo)之一。例如，可拍攝火星高清廣角大圖的導(dǎo)航地形相機(jī)，能為我們帶來各種火星“華麗的荒涼”場景。通過多光譜相機(jī)，可以詳細(xì)分析地形、地貌和地質(zhì)的具體情況，巖石土壤光譜數(shù)據(jù)也能助力科學(xué)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(jī)能將砂石放大到頭發(fā)絲般粗細(xì)的微米級，激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀更能在數(shù)米外用激光把巖石成分燒蝕成等離子體，同時利用有“遠(yuǎn)程顯微鏡”之稱的短波紅外光譜顯微成像儀進(jìn)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(dá)，我們能利用“火眼金睛”一探火星土壤和淺層地下的結(jié)構(gòu)，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(luò)”。

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(wù)，轉(zhuǎn)發(fā)各種科研數(shù)據(jù)回歸地球，同時向它轉(zhuǎn)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(xiàng)儀器。由于環(huán)繞器飛行在距離火星最近200余千米、最遠(yuǎn)12000余千米的大橢圓軌道，它們能在多種軌道高度對火星進(jìn)行整體性、全球性、綜合性研究。

環(huán)繞器帶有中分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī)、次表層探測雷達(dá)、礦物光譜分析儀、磁強(qiáng)計(jì)、離子與中性粒子分析儀、能量粒子分析儀等的超強(qiáng)組合?；鹦谴髿怆婋x層怎么樣？火星周邊太陽風(fēng)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?nèi)绾巫兓?？火星表面礦物和物質(zhì)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(zāi)禍的戰(zhàn)神（Mars/馬爾斯）。人類進(jìn)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(jì)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(wù)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(wù)難度的新突破，更是我國在行星科學(xué)領(lǐng)域的史無前例突破。天問一號的五大科學(xué)目標(biāo)將為我國深空探測領(lǐng)域打下重要的基礎(chǔ)，同時，也給世界帶來了對火星研究的豐富補(bǔ)充。宇宙是個聯(lián)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(yuǎn)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(shí)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(xué)院網(wǎng)絡(luò)化科學(xué)傳播官方帳號）