在圍繞火星環繞飛行了三個月之後,我國首顆自主火星探測器天問一號終於降落到了火星表面,時間為2021年5月15日上午7:18左右。
天問一號著陸器原本的首選著陸點110.318°E 24.748°N,實際著陸點109.7°E,25.1°N。落點偏西~37公里,偏北~21公里,可以說非常精準了。
天問一號降落的地位有何玄機
天問一號著陸器降落的地方是北半球的烏托邦平原南部,這個平原的直徑達到了3200公里,中心位置為北緯46.7度、東經117.5度。把它看作一個圓的話,其面積超過了800萬平方公里,算下來比地球上的最大的平原——亞馬遜平原(690萬平方公里)還大。
烏托邦平原位於火星的北半球。早在1976年9月3日,美國的“海盜2號”探測器就在烏托邦平原偏東地區著陸。它和“海盜1號”一樣,都試圖找到火星生命,然而並無收穫。既然美國探測器已經到過這裡,為什麼天問一號還要降落在這裡呢?
火星南、北半球的地形地貌、地質構造、表面及次表面岩石礦物等差異巨大。火星南部為高地,這些高地60%的面積遍佈著“瘢痕累累”的隕石坑。而火星的北部,則是被火山熔岩填平的低矮平原,地形平緩,隕石坑較少且地質年齡較輕,地殼較薄,而探測器降落一定要避開大的石頭、隕石坑,選擇平坦的地面,而烏托邦平原近地的坡度小於1度,地平線上的坡度小於2度。這種地形非常適合探測器著陸,也很適合火星車行走、降落。
除此之外。烏托邦平原顯示出幾種類似於地球冰川或凍土特徵的地貌,包括扇形窪地和多邊形地貌,形窪地起源於熱岩溶過程,存在近地表冰的昇華或融化現象。昇華是固態冰直接變為氣體的過程,這與地球上的乾冰(固態二氧化碳)類似。由於火星表面氣壓較小,只有地球的1%,所以冰有直接昇華的可能。簡單來說,這樣的地形有利於水源儲存。“海盜2號”也曾在著陸點附近觀察到一層薄薄的水冰霜,持續了大約三分之一個火星年,但因為受限於時代與技術原因,並沒有做進一步的分析調查。
在2016年的時候,美國在烏托邦平原有神秘發現,發現在烏托邦平這片區域的地下可能擁有大量的冰凍水沉積物,美國預估,火星上巨大的沉積物冰凍水位與地球上最大淡水湖蘇必利爾湖(Lake Superior) 一樣多,而且面積甚至大於美國新墨西哥州,。研究發現平原沉積物的厚度約在80米(260 英尺)至170米(560英尺),混合著灰塵或較大的岩石顆粒,其中50%至85%是由水冰組成的火星表面,水冰是不能持續存在的,在稀薄且乾燥的火星大氣中,很快會升華成水蒸氣。烏托邦區域的沉積物預計被1至10米(3至33英尺)厚的土壤層覆蓋,隔絕了火星大氣,從而避免了水冰的昇華。
30億年以前,那時的火星有著濃厚的大氣層,表面有著巨大的海洋,證明了古代火星是宜居的,也可能存在著生命。但是由於某種變化,火星經歷了巨大的氣候變化,失去了地表水,科學家想要透過對火星的探究,確認是否還有地下水的存在,從而確認未來載人登陸火星是否可行。
天問一號的使命
天問一號也是這樣的目的,天問一號降落的地方。地質學家說這裡很可能是一個古海洋所在地。在古海洋和古陸地交界的地方,科學家認為這個地方有很高的科學價值,很有可能會取得意想不到的科學成果。
天問一號著陸巡視器將接棒美國的海盜系列探測器,率先揭開烏托邦平原的秘密,祝融號火星車將透過對烏托邦平原的探測,探查這裡是否存在或存在過生命,如果確定這裡真的如美國所說有地下水的存在,也可以為未來載人登陸火星做好準備。
因為根據研究學家認為烏托邦平原發現的冰水沉積物比火星上任何一處的冰水資源都還容易取得,因為它位在高度較低且地勢平坦的地方,這些較接近地表的水冰便能提供宇航員作為水資源使用,即便是未來想要移民外星,土壤中的水分也足以給移民者使用。
另外,中國科學家還想從火星這裡找到地球未來的答案:
火星很可能以前存在過生命,但是現在大氣稀薄了,生命也存在不了了。地球如果人類無限度地開發破壞,(地球)會不會有朝一日會發展成火星這樣
隨著科技的發展,祝融號火星車共攜帶了6臺(套)有效載荷:導航地形相機、多光譜相機、火星車次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀。這些載荷都運用了當前最先進的資料,更能夠全方位獲取烏托邦平原的資料。
其中,一對導航與地形相機位於火星車桅杆頂端,是火星車的“雙眼”,可以拍攝立體影像,負責幫助火星車導航和探測火星車沿途的地形地貌;多光譜相機和表面成分探測儀負責探測和分析火星表面的岩石型別、礦物成分。氣象測量儀可以透過長期觀測火星車附近的氣溫、氣壓、風速、風向等氣象引數,為科學家瞭解追溯火星的氣候變化歷史積累資料。
其中次表層探測雷達的任務非常艱鉅,這是國際上首次使用雙通道多極化超寬頻次表層探測雷達對火星區域性地區的土壤厚度和次表層岩石地質結構進行就位巡視探測,將實現火星表面以下10米甚至100米深度的火星內部結構的“透視”。從而確認火星地面以及地表之下是否存在液態水或者固態冰。除此之外,它還可以探查可以探測巡視區表面土壤厚度,獲取火星地表和次表層超寬頻全極化回波資料;還可以探測巡視區次表層結構,獲取次表層地質結構資料。
由此,透過這6種儀器,我們就可以全方位地收集火星上的大氣資料,來了解火星上的氣候;透過對火星的表面形貌、土壤特性、物質成分、水冰、大氣電離層、磁場等的科學探測,來了解火星的演變和歷史,這就是火星車的使命。