解释：凭借 NASA 的毅力和中国的天问一号，一系列火星任务

印度时间周五早些时候，美国宇航局的毅力漫游者计划在火星上着陆。上周，阿联酋的希望任务进入火星轨道，紧随其后的是中国任务。任务船队代表了一般行星探索的传播，特别是火星探索。

美国宇航局毅力号火星车登陆火星的插图。要想在 2 月 18 日安全着陆，必须完成数百个事件。（来源：NASA/JPL-Caltech）

前往火星并非易事，因为两颗行星都围绕太阳旋转，因此相对于彼此不断运动。地球和火星每 26 个月就处于彼此最近的距离——这就是地球人试图向火星发送任务的时候。

自 1960 年代以来，每隔两年，不同的航天机构就会向火星发送任务。 1976 年至 1992 年间，许多发射窗口仍未得到利用。有时，一个发射窗口中有多个任务。

但历史上从未有过三个航天机构在一个发射窗口内前往火星。历史上从未有过如此多的航天机构同时对火星或火星轨道执行任务。目前有来自五个不同航天机构——美国、欧盟、印度、中国和阿拉伯联合酋长国——的 10 艘航天器在火星轨道上或地面上。还有两辆漫游车—— NASA 的坚持 和中国的 Tianwen-1 - 分别于 2 月 18 日和 2021 年 5 月登陆火星。

NASA 有一个着陆器（Mars Insight）、一个漫游车（Curiosity）和三个轨道飞行器（Mars Reconnaissance Orbiter、Mars Odyssey、MAVEN）；印度有一个轨道飞行器（Mangalyaan-1）；欧盟有 2 个轨道飞行器（Mars Express 和 ExoMars Trace Gas Orbiter）；中国和阿联酋将各有一个轨道飞行器（分别是希望和天问一号）。

任务船队代表了一般行星探索的传播，特别是火星探索。这归因于发射成本的降低和太空探索所需技术的更便宜的可用性。

Amitabha Ghosh 博士是美国宇航局驻华盛顿的行星科学家。从 1997 年的火星探路者任务开始，他曾为多个 NASA 火星任务工作过。他曾担任火星探索漫游者任务科学运营工作组的主席，并负责领导火星上的战术漫游者运营工作 10 多年。他帮助分析了火星上的第一块岩石，这恰好是从另一颗行星分析的第一块岩石。

阿联酋的希望使命

去年 7 月为火星发射的三项任务中，有两项已经投入使用。阿联酋，一个小而富有的国家<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the 希望轨道器 2 月 9 日进行了轨道插入。阿联酋在火星竞赛中击败了中国，尽管只差了一天。

阿联酋任务将研究火星大气，并将寻求解决火星如何以及为何失去大气这一价值数十亿美元的问题。大气层的流失导致了地表水的流失，也可能导致了适宜生命生存的环境的流失。

中国实验

中国国家航天局从一系列成功的嫦娥登月任务中吸取了教训，抵达火星。值得注意的是，嫦娥四号火星车能够存活超过 25 个月球夜晚（每一个夜晚长达 14 个地球日）——这是一项了不起的工程壮举，因为温度可以降到 –170 摄氏度。 嫦娥 5 号任务能够在 2020 年 12 月成功将岩石样本带回地球。

天问一号是中国首个火星任务，于2月10日成功入轨。天问一号携带轨道器、着陆器和漫游车。中国登陆火星车的方法有些不同。与 NASA 漫游车不同，天问一号将在今年 5 月尝试着陆之前绕火星运行数月。

该航天器有一套仪器来解决一系列科学问题。有趣的是，它有一个探地雷达仪器，可以在火星表面寻找水。火星车计划降落在乌托邦平原，那里可能有古老的地下水沉积物。

本周，坚持

从工程角度来看，最复杂的任务是美国宇航局的毅力漫游者，它正在前往火星的途中，将于周四降落在杰泽罗陨石坑，该陨石坑过去可能充满了水。着陆时间定于美国东部时间下午 3.55 左右（印度时间周五凌晨 2.25）。

Perseverance 是 NASA 的第 4 代火星探测器——从 1997 年火星探路者任务的 Sojourner 开始，其次是 2004 年火星探索探测器任务的 Spirit and Opportunity，以及 2012 年火星科学实验室的 Curiosity。

目标是在 Jezero Crater 干涸的湖床上寻找生物特征。这个想法是火星上的早期生命可能类似于地球上早期的海洋生物，如叠层石。如果确实如此，毅力号会在化学测量或形态观察中发现化石或一些生物特征——生命的迹象。

此外，毅力号将首次在火星表面产生氧气，使用来自火星大气的大气二氧化碳。 Perseverance 将缓存岩石样本，这些样本将由随后的欧洲航天局/美国宇航局任务返回地球。

在这本未注明日期的艺术概念插图讲义中，毅力漫游者使用其钻头收集火星上的岩石样本。 （NASA/JPL-Caltech/路透社的讲义）

马斯克的星际飞船企业

在远离聚光灯的地方，在德克萨斯州东部的一个沉睡的沿海小镇，为彻底改变火星探索而进行的最壮观的准备工作正在发生。这是组合中唯一没有由政府资金资助的努力。 SpaceX 是一家由埃隆·马斯克 (Elon Musk) 推动并得到精选投资者支持的美国私营公司，其长期目标是启动一项将乘客运送到火星的商业服务。 Boca Chica 这个名字在几年前显然没有人听说过，现在是 Starship 的开发地点，它可以说是人类登陆火星的最佳选择。

人类前往火星的任务一直是太空探索的圣杯。自从尼尔·阿姆斯特朗登上月球 50 年以来，人类一直无法前往下一个合乎逻辑的目的地：火星。主要原因是人类火星任务的巨大代价。与距离月球只有大约三天的路程相比，火星距离我们只有七个月的路程。载人，用工程术语来说，就是维持一个温度受控的加压模块。它还需要携带宇航员所需的补给品，包括水和氧气，以进行大约 18 个月的旅行。

此外，与机器人航天器任务不同，人类任务需要返回地球，这在工程术语中转化为从地球携带大量燃料，以便能够从火星发射返回。与登月相比，人类火星任务的工程复杂性和质量要求增加，将成本推高至 2500 亿至 1 万亿美元之间。 Starship 承诺通过多项创新将任务成本降低 95% 至 99%，例如为轨道上的航天器加油，以及使用在火星上发现的材料在火星上制造火箭燃料（因此，回程的燃料）不需要从地球上携带）。

十年的火星任务

随着这十年的开始，多项任务正在筹划中：突出的是，ESA ExoMars 漫游车从火星返回岩石样本的任务，ISRO 的 Mangalyaan-2 计划，以及中国航天局的天文 2 计划返回岩石样本来自火星。

此外，SpaceX 的星际飞船可能会有多次飞行，首先是货物，最后是宇航员。在人类历史上，2020 年将因 Covid-19 大流行而被铭记，但 2020 年代很可能是一连串航天器飞往火星的十年，以人类在火星土壤上的第一个足迹结束。

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