中国航天人的飞天梦

    2020年被称为“火星年”，“窗口”将在这一年打开。这是奔赴火星的窗口，也是全面建成小康社会的窗口，更是实现中华民族伟大复兴道路上的重要一步。

    火星探测器的发射窗口每隔26个月才出现一次，错过这次照面，要再等780天。为了把握这难得的发射机会，各国摩拳擦掌，纷纷推进各自的“探火”计划。2020年，在飞出地球、去往火星的航天器队列中，将首次出现五星红旗的标识，我国地外行星探索任务的空白将就此填补。而国内首部系统论述火星的权威性科学专著《火星科学概论》及时推出，应运而生，满足了从事火星探测的科技工作者的需要，填补了我国在火星科学研究著作方面的空白。

    《火星科学概论》涵盖了火星在太阳系中的地位、与其他类地行星的比较、空间与表面环境、形貌构造、物质成分、内部结构、火星的形成与演化等内容，系统分析了国际火星探测的历程和未来规划，特别是我国火星探测的科学设想等，不仅展示了已有的探测成果，还分析了火星探测目前存在的重要科学问题。

    《火星科学概论》采用了大量高清实景图像，叙述简洁明了，并附精心编制的“火星地名表”和“火星探测年表”。不仅如此，这本书还向读者介绍了火星探测的各种方式，如“飞越探测”“轨道器+着陆器”“火星车巡视探测”等，仅轨道器就介绍了十余种，论述全面而深入。

    2020年，我国第一次实施地外行星探测，就将开创人类火星探测史上的新纪录：在一次任务中实现轨道器的“绕”、着陆器的“落”、火星车的“巡”三个目标。那么，轨道器、着陆器、火星车各自的使命是什么，它们的科学仪器、功能指标、结构设计又有何区别？火星探测任务要面对的火星环境是怎样的，需要克服哪些困难？人类历史上的几十次火星探测任务取得了哪些新发现，我国首次火星探测任务又有哪些特色与创新？你所希望了解的这一切，都能在《火星科学概论》中找到答案。

    “生命在宇宙中是否孤独”是一个古老的哲学命题，人类曾一度寄望于在火星上发现生命。1877年火星大冲时，意大利天文学家斯基亚帕雷利，用望远镜观测到火星表面有许多相对直的暗线，似乎与一些较大的暗区相连，便称其为“河流”，当从意大利语翻译为英语时，却被错误地译为“运河”。运河当然是智慧生命才能开掘的，从此，人类便把解开火星生命之谜作为观测火星的一项重要任务。当然，“运河”后来被更高分辨率的图像确定为纯属臆想。进入航天时代以来，为了人类的可持续发展，火星能否被改造成为适宜人类居住的绿色星球，为人类提供第二个栖息地，也成为探测和研究火星的重点。《火星科学概论》向我们展示了探索火星上的水和生命的历程，包括“维京号”（有时也译为“海盗号”）的三项生物实验，“火星全球勘测者号”“火星奥德赛号”“勇气号”“机遇号”“火星勘测轨道器”“凤凰号”“好奇号”在火星上“寻找水和甲烷”的计划等。虽然到目前为止，这些探测任务都表明火星现在没有生命活动的迹象，但从火星独特的地形地貌特征（如河网体系和海洋盆地的遗迹、极区冰盖的消长等）和曾经类似地球的表面环境，仍有理由认为火星过去可能曾经存在生命。中国2020火星探测工程活动，也将把寻找火星生命信号或曾经存在生命的证据，作为重要的科学任务之一。

    中国人历来对探索宇宙充满好奇。从“东方红一号”人造地球卫星发射升空，到“神舟五号”飞船实现中国人飞天梦，再到“嫦娥一号”上九天揽月，航天人用自力更生、艰苦奋斗的精神，踏出了中国航天事业从地球出发，走向深空的每一个脚印，也是中华民族一步步迈向伟大复兴的宝贵见证。中国探月工程始于2004年，而火星探测工程则于2016年立项，“玉兔”和后来的“玉兔二号”月球车，显然为火星车的研制奠定了一定基础，但月球和火星的环境却截然不同。月球土壤颗粒尖锐，月尘带有静电，但火星不存在这个问题。火星上稀薄的大气对人类生存来说是好事，但难以准确预测的气压和风向，给穿过大气层的航天器增加了许多不可预知的影响，让登陆火星的技术难度要比登陆月球大得多。火星比地球更加远离太阳，温度更低，加之球性的沙尘暴遮挡太阳能电池板，火星车的能源供应至关重要，为此，中国的火星车将有一对“更大、更漂亮”的翅膀，努力迎着阳光奔跑。

    虽然月球和火星各有各的特点，但探月工程和火星探测计划的继承性也很明显。继承下来的，是人。探月工程的不少成员同时也参与了火星探测任务。年轻人曾驻扎在戈壁滩上，利用类似火星表面的环境开展试验验证。《火星科学概论》是数十位火星探测任务科研一线的专家学者与出版精英紧密合作的产物，不仅可以作为火星探测相关领域科研人员的参考书，还可以供感兴趣的公众和青少年作为科普读物。

    （作者：郑永春，系中国科学院国家天文台研究员）