火星科普系列之二——为什么我们要去火星?

荒野冷风

自20世纪60年代以来，人类曾进行了四十多次火星探测任务，2020年火星探测再次成为热门。为什么我们选择火星？火星是人类可以探索的距离地球较近的行星之一，人类如果想要冲出地月系统到达下一个行星，理论上应从火星和金星两个邻居开始。它们和地球同处太阳系内的宜居带内、同属于岩质行星、拥有孕育生命的可能性。然而，人类经过航天探索发现，金星环境恶劣：气压是地球的92倍，空气中几乎全是二氧化碳，并且布满了稀硫酸云。地表温度常年保持在460摄氏度，探测器着陆后存活难度大，人类更是无法生存。相较而言，火星的条件“优越”不少。

第一，环境可适应性好。火星环境最为接近地球，表面平均温度零下55℃；大气密度相当于地球的1%，在太阳系中大气条件最为接近地球；火星表面光照不太弱，昼夜与地球相当，太阳能可用。

第二，可达性好。在太阳系的行星中，火星距离地球近，基于人类现有的空间探测器投送能力，可以实现环绕和着陆，而且探测周期比较合适。火星探测的意义第一，有科学家认为，大约40亿年以前，火星的地质和气候与地球相似， 也有河流、湖泊甚至可能还有海洋，未知的原因使得火星变成现在的“荒漠行星”。火星的演变时间更长，一定程度上可以说是地球的“未来”。探索火星的地质与气候变化的原因， 对研究地球自然演变方向和保护地球地质气候条件具有重大意义。

2019年3月“好奇号”探测器拍摄的火星鹅卵石第二，经过多年的探索研究，在火星上发现了水存在的证据。“火星快车”任务甚至发现了疑似地下水湖，推测火星也存在一定有机物分子，这为探究火星上有无生命以及生命存在的形式类型提供了基础依据。地外生命探寻是国际深空探测最重要的科学主题之一，水的发现大大激发了科学家在火星上寻找生命迹象的热情，同时对研究地球的生命起源和演化提供科学参考。

火星地表复原示意图
第三，火星没有类似地球的全球偶极磁场，这导致太阳风高能粒子可以直达火星表面。开展火星探测，有助于人类进一步研究行星磁场演变，以及磁场对行星的演化过程的影响。第四，火星是太阳系内环境与地球最为接近的星球，是人类最有可能登陆的下一个地外天体。如果人类航天的未来是宇宙的星辰大海，中国人没有任何理由不去探测火星！