鞠强：当幻想照进现实——从科幻电影看太空探索新发现（2）

二、《火星救援》——火星探索

《火星救援》的故事始于火星上的一场突如其来的风暴，六名宇航员的登陆舱遭受了巨大的损坏。在撤离的过程中，电影主角马克·沃特尼被一块飞行器上的碎片击中，被认为已经死亡，剩余的五名宇航员无法找到他的生命迹象，不得不放弃搜索，启程返回地球。然而，马克·沃特尼并没有死亡。当他醒来时，发现自己被遗弃在荒凉的火星。在火星上，马克·沃特尼面临着一系列的生存挑战。尤其是食物和水源的问题，他需要种植土豆和收集水源。《火星救援》是一部充满勇气和毅力的电影。它通过一名宇航员在荒凉的火星上生存和求生的经历，表达了对人类无尽的勇气和毅力的赞赏和敬意。

但是在现实中，人类还无法登陆火星，就连火星探测器的发射，也需要达到“窗口期”才行。因为火星和地球之间的距离并不是固定的，而是随着两颗行星绕太阳运行而变化。有时候，它们会相距很近；有时候，它们会相距很远。当然，两颗行星肯定是越近越好，因为这样可以节省探测器的燃料和飞行时间，提高成功率和效率。何时是火星探测器的最佳发射时间？这就涉及一个专业术语：发射窗口期。发射窗口期是指在一定时间内，从地球发射火箭或探测器到火星所需的能量最小的时段。通常来说，每隔26个月左右，就会出现一个发射窗口期。这是因为地球和火星绕太阳运行的周期不同，地球需要一年（365天），而火星需要1.88年（687天）。在两颗行星运行了一段时间后，它们会重新回到相对较近的位置，这时就是火星探测器最佳的发射时机。

2018年5月，搭载“洞察”号火星探测器的“宇宙神”V-401型火箭在美国发射升空。“洞察”号任务全称“通过地震调查、测地学及热传导实施内部探测”，是首个研究火星内部的探测任务。

火星探测器主要分为两类：一类是环绕型。这种火星探测器在火星轨道上环绕飞行，并拍摄火星表面的情况，以及研究火星的大气成分。另外一类是火星车，比如好奇号、机遇号、勇气号等。这种火星探测器在火星表面进行巡视，研究火星地表的情况。

通过“洞察”号收集的信息分析，火星的地壳可能由3层层状结构组成。火星上的地震能量以两种波的形式穿过地面，通过测量这些波的运动差异，研究人员可以计算出该星球的地核、地幔、地壳的起点和终点，及其大体构成。现在，科学家已经证实了火星的中心是熔融状态。

火星地震的情况与地球的地震有所不同。在地球上，板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边缘及板块内部产生破裂是引起地震的主要原因。火星的地壳被认为是一个整体，因此它不会产生板块之间的运动和碰撞，不过火星壳层仍然会因为不均匀的冷却而产生断层，由此产生火星震。另外，“洞察”号检测到的火星的地震比地球的地震震级小，其中很多震级都小于4级。

2021年2月18日，“机智”号直升机随美国“毅力”号火星车一起登陆火星。同年4月19日，“机智”号完成在火星上的首飞。“机智”号的首飞在上升到3米后，盘旋了约30秒，整体飞行时间持续了39.1秒。虽然只是简单的起和落，但“机智”号首飞的意义非常重大，是人类深空探索史上的里程碑，重要性堪比一百多年前莱特兄弟“飞行者一号”的首次飞行。

再来看看我国的火星探测情况。2020年7月23日，我国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。2021年4月24日，国家航天局正式公布了我国第一辆火星车的名字——“祝融号”。2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器于火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。

火星总是给人类带来无限的期待与遐想，人类也发射了许多火星探测器，但其中三分之二的火星探测任务以失败告终。这足以说明，探测火星之路险象环生。我国“天问一号”起点高、效率高、挑战大、创新强，一步就实现对火星的“绕、落、巡”探测，三步并作一步走，创造了人类深空探测的先河。

美国为了纪念莱特兄弟，在“机智”号直升机研制的过程中放了一个“彩蛋”，就是在其太阳能电池板下方绑了一块“飞行者一号”的机翼布料。我国航天科研人员在不失严谨的情况下，也展示了中国人特有的浪漫。在“祝融号”火星车的相机桅杆顶部，有一个红色方框图形，仔细看来，是一个“火”字。这个字是篆文，来自南宋官印。在我国第一台火星车上出现一个充满中国特色的“火”字，代表了中华民族长久以来对火星的憧憬，也与“祝融”这个名字完美契合。

人类火星探测的核心任务是寻找水和生命。“祝融号”在着陆区巡视探测过程中，发现了一种形貌上类似沉积岩的岩石——板状硬壳岩石。板状硬壳岩石是在地下水涌溢过程中，由毛细作用蒸发结晶出的盐类矿物，胶结了火星土壤后岩化形成。科学家推测，板状硬壳岩石富含水硅或含水硫酸盐矿物。进一步的研究支持了这种推测。通过相机影像和光谱数据分析，科学家在板状硬壳岩石中发现了含水矿物，而且，推测出了水活动的大概时间范围——距今10亿年的火星亚马逊纪晚期。这个发现说明，在10亿年前，火星可能存在生命。当然，当时火星上是否真正存在生命，还有待后续研究。