文章来自微信民众号：格致论道讲坛（ID：SELFtalks），演讲者：欧阳自远（中国科学院院士、地球化学与天体化学家），题图来自：《火星救援》

中国有能力飞得更远，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。

今天我跟人人分享的问题是《天问一号，中国首次自主火星探测》，分享的内容包罗下面五个方面，也要向人人先容一下即将发射的火星探测器。

火星遭受的不白之冤

自古以来人们对火星就没有什么好印象，各个民族险些都在诅咒火星。由于火星是红颜色的，代表了血腥，代表了战争，代表了殒命，代表了瘟疫，以是自古以来它就没有一个好名声。

 

实在它真的遭受了不白之冤。

火星在太阳系八大行星中排列第四，这是根据距太阳的远近来看的。离太阳最近的是水星，然后是金星、地球、火星，往后才是木星、土星、天王星、海王星，以是火星是地球的邻人，就在地球边上，比我们稍微远离一点太阳。

古代人以为火星在天上忽隐忽现的，就给它取了个名字叫“荧惑”，就是形貌它像萤火虫一样，有时刻看得清，有时刻看不清。

昔人异常迷信，如果荧惑守心的话，一定预示着这个朝代的天子要死，而且会发生战乱。

公元前210年，正好荧惑守心，那是历史上最不祥瑞的一段时期，恰好那一年秦始皇驾崩，听说那天天上还掉下一块陨石，上面刻着几个字“始天子死”，而且预示着地要被分掉，以是火星一直被以为是一个不祥瑞的星。

 

天文学家们给了它一个标志，这个标志就像发射出来的箭一样，它代表着战争的意思。

古罗马对火星的一种称谓叫“玛尔斯（Mars）”，寓意战争之神，喜欢接触，喜欢屠杀。

古希腊的人们把火星称为“阿瑞斯（Ares）”。阿瑞斯（Ares）是战争之神，他很勇猛，但很好战，喜欢屠杀，以是火星一直没有什么好的名声。

在北欧，人们给它一个称谓，也叫战争之神，甚至在古印度也是这样称谓。

总之古代各个民族对于火星都是带着诅咒的，以为它是一颗恶星，是会坏事的一个星球。

 

总之火星代表了好斗，它是屠杀，是血腥，是人类灾祸的化身，以是火星一直遭受这种不白之冤。

 

现在我们应该为火星排除它的不白之冤了。

为什么人们对火星会有这么坏的一个印象？由于你看到火星的时刻，它是红颜色的。

为什么火星会有红颜色？由于火星的表土里有一种矿物叫赤铁矿，赤铁矿是红颜色的，是古代作画的时刻画红色的颜料。

赤铁矿弥散在整个火星的土壤当中，火星又经常发生沙尘暴、全球性的风暴，效果卷起了这些红色的赤铁矿夹杂在当中，以是显得红，跟血腥一样，导致人们对火星没有好印象。

 

实在真冤枉，火星是一个异常善良的、很好的天体，以是我们应该洗刷它的不白之冤。

火星，地球的好姐妹

关于火星，我适才说它是八大行星当中排第四的一个行星，是地球的近邻，也是地球的好姐妹。火星跟其余七大行星险些在一个平面上，人人各自根据各自的轨道，都围绕着太阳做反时针偏向的运行。

火星在第四个跑道转圈，地球在第三个跑道转圈，很有纪律，很守秩序，而且一直是这样运行的，以是火星是地球异常好的一个姐妹。

 

火星实在跟地球挺像的，它绕着太阳转一圈，由于转的圈大，要678天。地球转一圈365天，是我们的一年。火星的一年比我们时间长多了，由于它的圈太大。

另外，火星约莫只能获得地球一半左右的太阳能，由于隔得对照远，以是太阳对火星就显得没那么热了。

火星个儿也对照小，也许只有地球的二分之一左右，以是火星的引力也对照小。

然则火星跟地球有一点特别像，它跟地球一样也是歪着自转的。

原本人人都是直起来，自己绕着太阳反时针偏向公转，八大行星都这样很有纪律。然则我们的地球由于被一个小天体撞上了，最后发生了月亮，地球也留下了一个残疾，被撞歪了二十三度半，以是现在地球是歪着自己转，而且同时这么歪着绕太阳转。

 

这反而玉成了地球一件事，原本直着自己绕着太阳转的话，地球外面的任何一点，一年下来没有季节转变，跟太阳的距离和太阳照射的角度永远没有转变。

现在歪着绕太阳转，转到这边，北半球靠近太阳，我们中国就是在北半球，那就是我们的炎天到了；再转另一边的时刻，北半球远离太阳，我们的冬天就到了。以是，地球就泛起了春夏秋冬四序的转变。

 

火星也挨过一次撞，以是它也被撞歪了，效果歪得跟地球一样，也有了春夏秋冬的转变。

地球的卫星——月亮，是地球主要的物质被撞了之后弥散在地球的周围，最后逐步搜集起来的。我们通过“基因检测”，证实月亮是地球的女儿。

 

火星这两个卫星可不是它亲生的，是一个小天体运行到它四周的时刻被火星抓过来，便成了自己家族的一个成员，以是火星有两个养子，但它们跟火星是不一样的。

火星探测，难在那里？

我紧接着要先容的是探测火星。

 

人类已经举行了47次火星探测，然则这要比月球探测难题多了，它的难点究竟在什么地方？

 

这张图展示的是太阳、地球、火星，它们在一条直线上，这就是所谓的火星大冲，是火星离地球最近的距离。

网上有一个错误的信息，说从地球上发射探测器去火星，一定要在火星大冲的时刻发射。这个时刻地球离火星最近，才5000多万公里，等于是两个物体之间最短的直线距离，这时刻发射探测器很快就可以到火星，实在这是错误的想法。

如果这个时刻发射的话我们永远到不了火星，科学家们经由正确盘算，要去火星不是想去就可以去的，26个月有一次机遇，如果掌控欠好这个时间就去不了火星。

当火星在我们前面老远的地方，从地球上发射一个探测器，约莫要飞7个月左右，飞好几亿公里到达火星的轨道，火星恰好在这个时刻通过它自己的轨道，也到达了这一点，这时探测器就可以飞到火星上去或者降落在火星上。这才是去火星最短的距离，绝对不是大冲的时刻发射，这完全是一种误解。

另外，地球在内里转圈，火星在外面转圈，以是一样平常来说要26个月才气有一次发射窗口。

 

我们跟火星的距离太远了，有时刻地球在太阳这边，火星在太阳那里，我们要发一个信号给火星，它以光速运行，往往都要23分钟左右。

以是我要是给探测器指令的话，必须提前二十多分钟，一样平常来说至少得提前一刻钟发给它，一刻钟以后收到了，它才会执行命令。

 

以是火星探测的难点，一个是太远了，另一个是时延对照长，会有许多难题。

 

第三，火星外面气候转变猛烈，经常发生沙尘暴，一弥漫起来，基本看不清火星的外面，这也给着陆器的着陆等造成了许多难题。

 

以是人类探测火星，统计下来已经举行过47次，然则失败的次数许多，一直到今天累计下来这47次乐成了24次，恰好一半。

 

以是，要去火星，一样平常情形下有一半是要失败的，比去月球艰难多了。

火星上真的有生命存在吗？我们到火星到底去干什么？

 

由于火星是最像地球的，而且自古以来就有许多传说。尤其是天文学家在火星上看到有许多一条一条的直线，以为那是运河。有运河就一定有农业，有农业就一定有耕作的农民，天文学家以为那一定是火星人在种庄稼以是挖了许多水渠。

 

火星是不是有火星人，也有许多传说，《火星人大战地球人》《马丁叔叔》……有许多大片形貌火星人，也有许多科普书去讲火星人，科学家也以为火星是最像地球的一个行星，上面说不定还真的会有生命。

 

以是，探测火星的第一个目的，自古以来都是为了看看火星上有没有生命。它是什么形态的生命，它是怎么流动的？这是所有科学家们都异常感兴趣的问题。岂非我们的太阳系，我们的宇宙，就只有地球有生命吗？其他星球基本一点儿可能性都没有吗？

 

火星是最有可能有生命的，以是人人集中目的去探测火星。

第二，火星自己的磁层、磁场、大气、外面、地质组织等等。

 

第三，我地球受到了许多潜在的自然界的威胁。比如说，6500万年以前，一个小天体撞了地球，最后导致了地球70%的物种灭绝了。就是恐龙灭绝的那一次灾难，恐龙灭绝了，地球上另有一百多万个物种被灭绝了。

 

另外，地球还不时地发生大面积的火山喷发、甚至伟大的海啸、强烈的地震。总之，我们的地球有许多的不安宁，再加上人类的许多错误行为，导致地球也许不适宜我们生计了。

 

以是科学家们想，能不能在太阳系内里找到另外一个天体，逐步地把它改造成第二个地球？或者至少有两个姐妹一样的天体，最后地球和火星将成为人类运气共同体的栖息地，这不更好吗？

 

以是，火星探测现在是航天的一个重点，火星是人们最愿意探测的，由于它毕竟是在太阳系里离我们还算对照近的。

 

火星生命的探测履历了也许半个世纪，这半个世纪以来，科学家们首先是想直接探测到底有什么生命在流动。

上世纪70年代、80年代，主要发射探测器和着陆器探测，最后科学家们大失所望，火星外面没有任何生命流动的迹象。

厥后说有水就有生命，而且发现火星地下有许多水。它外面也有许多河流湖泊，甚至泛起过海洋，只不外现在已经干枯了。

火星曾经有过水体，生命跟水是在一起的，以是就跟踪水来探测生命，不外探测到今天也没个效果。人人期望能够找到哪怕是最低等的生命，哪怕是细菌也是值得珍惜的。

 

以是在上世纪70年代、80年代，直接探测生命，但最后没有获得什么效果。

 

厥后火星的探测拍到了许多照片。这是火星的河流，现在已经干枯了，这些河流都可以看出支流和主流。

 

另外，火星的北半球曾经是一个伟大的海洋，现在只剩下一个海底的海盆地了。

我们也积累了火星许多年的照片。这是同一个地方，先拍的那张很清晰，是一个陡坡，第二张照片内里显示出这陡坡突然塌方了，紧接着内里涌出水来，证实火星的水是在地下。

因此，厥后提出一个说法，说火星的水都转入了地下，以是我们要找生命可能要到地下去找。厥后，探测器又去探测地下水的漫衍。

中国的“天问一号”有一台仪器，可以探测整个火星地下水的漫衍。它的河流，一共有若干水，这些我们都要举行探测。

几十年来，科学家们研究火星，证实这里曾经有过很深的水覆盖了火星，也许平均下来有100米深的水，而这些水现在一滴都没有了。

火星离太阳对照远，固然对照冷，以是看不到液态水，最多看到有一点冰，而且年平均温度很低，零下60度，而只有炎天的几天在赤道，温度可以高于0度，到达十几度，以是也许也有很深的水，而现在的水都不在外面了。

另外，南北极的两块地方曾经都发育过海洋，以是人人以为跟着水探测生命也没有希望了。

 

厥后又有一个新发现，发现火星的大气是以二氧化碳为主的，95%是二氧化碳，之后发现也有少量的氧气，少量的水蒸气，今后还发现火星的大气里有甲烷气体。

甲烷就是我们的煤气，就是天然气。天然气一样平常都是生命流动发生的，人类也会排挤甲烷，稻田也会排挤甲烷，那能不能跟踪甲烷去探测生命？

这是火星的水蒸气漫衍以及甲烷的漫衍。甲烷的漫衍只有十亿分之几，很少很少，科学家们还要捉住这一点一直探测。

厥后探测下来也没有一个效果，不能说明我们发现了生命的征兆。

下图是甲烷的探测。

特别是“好奇”号火星车，它装备了异常先进的仪器，专门去探测火星上的有机化合物，最后也没有得出很好的效果。

厥后又想了一个设施，能不能去研究火星掉下来的石头——火星陨石，能不能连系甲烷看看有没有什么发现？

 

由于甲烷在自然界可以没有生命而发生，可以是自然合成的，也可以在高温下合成，固然也有生物体渗出出来的甲烷。

在仪器上完全可以把最后形成的甲烷区分开来，然则现在没有设施去做。

 

人类一共获得了也许四五十块从火星掉到地球上来的石头，以是我们准备下一步用电子显微镜考察陨石的内部。

 

1984年，在南极找到一块陨石，在内里发现有许多小虫子，这是不是细菌？

美国人说这是细菌，欧洲的科学家说是污染，吵到今天也照样没个效果。

这就是这些细菌的横截面。

此外，在火星陨石里还发现了许多新鲜形状的器械。比如说图中像油炸面包圈一样的器械是不是也是细菌？我们也没有谜底。

另外，中国在南极找到了12400多块天上掉下来的石头。

其中这两块是火星掉下来的，中国的科学家也去研究这内里有没有生命的信息，最后也证实没有。

然则中国科学家另外做了一件事。2011年在摩洛哥沙漠里掉了一块陨石，中国科学家把它买回来考察了内里的碳颗粒。

这都是纳米级、微米级的碳颗粒，在电子显微镜下研究，然后剖析碳的同位素。

最后得出一个震天动地的结论：这些碳是火星的生命发生的碳。

 

比如说，拿一块煤给我，我就可以研究出这块煤内里的碳已往是植物；拿一滴石油给我，我就可以研究出这滴石油内里的碳曾经是一些微体的动物。这些我们都可以做到。

 

最后结论出来，发现这是由火星生命形成的碳，然则很遗憾，美国封锁了我们，不让我们在美国最高级的杂志上揭晓。为什么？

 

美国的“好奇”号也在做这件事情，他绝对不希望中国人先发现。最后中国没有设施，就在欧洲的一个杂志上揭晓。

这是杂志的封面，登出了这块陨石，而且登出了所有的效果，时间是2014年12月2日。

而“好奇”号也在2014年12月16日发现同样的效果。他们在火星上研究的碳颗粒也被证实是来自生命的。

他们立刻召开了一个全世界的记者招待会，宣布火星可能曾经存在过生命，跟中国的结论一样。但他们很遗憾，中国揭晓的时间是2014年12月2日，他们是2014年12月16日，比中国晚了半个月。

火星的生命探测就是这样一直吸引着全世界科学家的眼光。

中国首次自主火星探测——“天问一号”

2020年，中国将会发射“天问一号”火星探测器。我国曾经做过一次火星探测，那时是在2011年向全世界宣布了中国首个火星探测发射升空，探测器名称为“萤火一号”。

由于中国的探测器搭载在俄罗斯的飞船里，是俄罗斯把我们的探测器送到火星，然后我们自己再出来探测的。效果没有想到俄罗斯的探测器在飞离地球的第二天，由于轨道调整失败，最后向地球的大气层坠落，被烧光了。

 

这是中国第一次火星探测，失败了，然则我以为没关系，我们应该吸取教训，应该更努力地去做好，以是我建议将这次火星探测称为中国首次自主火星探测。

 

我们这一次去火星探测的主要义务是发射一个火星的卫星，让卫星绕着火星飞；同时，也有一个着陆器会落在火星上，一辆火星车会走下来，一边走一边探测火星。

我们着陆的位置已经选好了，在火星北边高纬度的地方，曾经是火星海洋的位置。

由于当地对照平缓，以是我们选择了两个位置。我们的着陆器、火星车将着陆在那两个位置上。

 

这就是着陆器，火星车在上面，它会走下着陆器迈步到火星外面，一边走一边探测。

我们的探测也许有六个科学目的。

第一，火星的卫星上放了七台仪器，主要探测整个火星的地形地貌、岩石漫衍、气候转变。总之这是全球性的探测。

 

此外，我们的火星车上放了六台科学仪器，要探测火星地下的土壤漫衍、土壤的身分、底下是不是有地下水的漫衍。

 

我们的卫星在天上探测，而火星车在地上也探测地下水的漫衍，联合起来探测。

 

火星车上另有一台气象站，探测纪录火星的气候转变。

 

周全探测火星一共有13台仪器，它们承担着差别的义务。

这次是中国首次自主的火星探测，再过几年，至少在2030年以前，中国要着陆在火星上，要在火星上采样返回。

现在人类还没有获得任何一块样品是自己从火星上采回来的。

 

火星上掉下来的石头，我可以研究出是什么石头，有什么样的特点，它能告诉我们火星的那些科学问题，然则我不知道它是从火星什么地方掉下来的，以是用处还不是太大。

 

我们也有一个详细的设计，中国还要去探测小行星带，从小行星取样返回。

 

我们还要去探测太阳系最大的谁人行星——木星。木星有69个卫星，它的卫星是连轴转的，我们要探测它一系列的卫星，要举行行星际的穿越探测。

所有这些探测在我们首次自主火星探测以后，还要逐步加以实现。

 

中国有能力飞得更远，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。

 

以是我真诚地希望年轻的朋友们，希望你们真正地热爱科学，领会科学，学习科学，弘扬科学精神，很好地培育自己的科学头脑，未来经受起这种重任，为实现伟大的社会主义强国而奋斗。

青年朋友们，青少年们，祝福你们以后勇于经受，完成我们建设“两个一百年”的梦想，实现我们伟大的强国之梦。你们一定会实现的。

文章来自微信民众号：格致论道讲坛（ID：SELFtalks），演讲者：欧阳自远