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李會超：火星，為什么中國一定要去？
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李會超空間物理學博士，科普作者
最后更新: 2020-05-12 07:47:03【文/觀察者網專欄作者 李會超】
在東方紅一號成功發射50周年的日子，我國公布了航天工程下一個里程碑式的任務——“天問一號”，即火星探測。而“天問”也成為了我國行星探測任務的共同名稱。從“天問”的任務標志看，未來中國的探測器不只將光顧火星，太陽系的其他大行星和衛星也將是我們的探測目標。
目前，大部分航天器主要工作在地球附近，已經能夠直接服務社會生產生活，提供通信、導航、對地觀測等服務。近地空間的航天應用已經從早期前瞻性的技術試驗領域轉化為實行化、商業化的領域，目前相對成熟。而目前空間探測的前沿，則是遠離地球、去往其他天體的深空探測。
從美國等航天強國的發展歷程看，月球是深空探測的第一站。通過嫦娥探月計劃的成功實施，我國已經掌握了對月球進行環繞、降落和巡視探測的相關技術，除了月兔號月球車在工作期間出現意外這一插曲外，整體上說嫦娥任務計劃進行的相當成功，還在鵲橋號中繼衛星的幫助下實現了人類月球背面的首次著陸。
月球之后，人們選擇下一個目標往往是火星。在太陽系中，地球的近鄰是火星與金星，都可以作為月球之后的下一個備選目的地。然而，無論從科學研究角度還是未來對行星的開發利用角度講，火星是比金星更加理想的選擇。
火星全貌
對于生命體來說，火星的環境要比地球惡劣不少。火星的大氣相對稀薄，且主要成分為二氧化碳。大氣中存在著強沙塵暴等惡劣天氣，平均溫度約零下數十度。火星沒有較強的內稟磁場，無法像地球一樣提供對于太陽高能粒子提供足夠的抵御。
但相對于其他行星來說，火星與地球的相似度又是最高的。火星軌道之外的大行星均為氣態巨星，它們甚至沒有一個可以讓我們穩定站立的固體表面，形態與地球有根本上的不同。而對于地球軌道以內的金星和水星來說，由于距離太陽太近，一方面白天時行星表面溫度相比地球高的太多，另一方面太陽的潮汐鎖定也使得它們自轉一周的時間太長。比如，金星上的一天相當于地球上的兩百多天，因此對于同一地區來說，晝夜不會快速變換，將在較長的時間里處于極寒或極熱的狀態下。
火星上一天的長度僅比地球稍長，和地球一樣在溫帶地區有著四季的變化，火星表面的地形地貌和地球也有著比較多的相似。現有研究表明，火星歷史上也許曾經是一顆溫暖濕潤的星球，還有可能孕育過生命，然而火星氣候發生的氣候變化使得它成為了如今的樣子。從科學研究的角度講，我們可以從這顆星球表面、內部和附近的空間中，獲取關于它過去和現在變化的信息，從中發現行星演化可能的規律，并由此對地球未來可能的命運有所認知。畢竟一代人或幾代人的生命相對于行星演化的時間周期來說都相當短暫，而火星上恰好可能儲存了這個過程的“紀錄片”。
好奇號火星車拍攝的火星夏普山，如果不加解釋，僅憑圖像看，很有可能被誤認為是地球上的山峰
火星與地球的相似性也使得它成為太空移民的首選目的地。目前，已經有如馬斯克這樣的“極客”在PPT上勾勒未來“火星殖民”的藍圖。雖然這樣的愿景何時能夠實現尚不可知，但至少火星移民在理論上是具備可能的。火星上可能存在著大量凍結成冰的水，具有能夠提煉成金屬的礦藏，也有高濃度甲烷出現的區域。這些資源，都可以讓最初的火星移民在從地球運送來的機械和資源的基礎上，在火星就地取材擴大生產，逐步實現自給自足，最終不需再耗費大量成本從地球上運去物資。至于維系人生存的食品，火星與地球比較接近的氣候，也給在火星進行農業生產提供了可能。植物進行光合作用的原料二氧化碳，是火星大氣的主要組成部分。
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