2021年5月15日7点18分,我国首次火星探测项目“天问一号”探测器成功着陆火星!我国首次实现地外行星着陆,中国也成为第二个成功着陆火星的国家,迈出了星际探索的重要一步!“天问一号”首席科学家潘永信院士在航天城和探测任务指挥员、工程技术人员,以及同样对火星充满好奇心的公众一起,见证了这一历史画面。他们的目光,也随着“天问一号”探测器,飘到了遥远的火星。
对于我们人类来说,地球是唯一的家园。但如果我们还想去哪里定居,火星就是太阳系里的不二之选。火星是离地球最近的一颗类地行星,有着和地球最像的演化历史。在火星上,有高山、有河谷、有大气,甚至有固态的水冰存在。当然,火星与地球仍然有很多不同的地方:几乎没有磁场,缺少液态水,大气稀薄且多为二氧化碳,外太空辐射强度很高。要移民火星,对火星的原位探测的科学研究就必不可少。
“天问一号”探测器是我国行星探测计划的第一个探测器,是在工程上首次能通过一次实现绕、落、巡的火星探测器。在研究火星科学方面,潘永信院士率领来自中科院、高校、航天科技集团等单位的众多顶尖科学家,组成了我国行星科学探测的“梦之队”。研究团队坚持科技自立自强,并积极推动国际合作。
他们的工作,就是利用搭载在天问一号上的多个科学载荷,研究火星地质和物理环境,试图探究火星上是否存在生命,尝试回答太阳系的起源和演化,以及火星是否适宜人类居住等重大科学问题。
和许多的科学家们一样,潘永信自高中毕业以后就一直在地质学、地球物理学上钻研着。他在中国地质大学(武汉)获得硕士,在中科院地球物理所获博士学位,之后一直在中科院地质与地球物理研究所(简称地质地球所)工作。
地质地球所历来大师云集,曾走出过包括“两弹一星”功勋奖章获得者赵九章和钱骥先生、我国工程地质学奠基人谷德振先生、国家最高科技奖获得者刘东生先生等一大批杰出的科学家,为祖国的地球科学、资源能源、地质工程事业作出了卓越贡献。目前在地质地球所工作的共有17名两院院士,兢兢业业地为我国科学事业添砖加瓦。
在过去的二十余年里,朱日祥和潘永信师徒二人一起钻研着一个又一个科学难题,未曾间断。
潘永信院士说:“有师如此,实乃人生幸事。”在熠熠星光中成长起来的潘永信,一直怀揣着家国情怀与科学热诚。自21世纪初,我国开始酝酿实施深空探测计划,行星科学发展于地球科学,有着地质学和地球物理学训练的他,也就顺理成章地投入到了行星科学的研究中。事实上,早在十几年前,潘永信就带领研究生研究陨石记录的磁场等。
2014年,中科院地球与行星物理重点实验室成立,万卫星院士担任实验室主任,潘永信担任实验室副主任,他们带领青年人积极投入到我国行星科学的发展中。该实验室的科学家承担了国家多个空间和行星科学研究的重大任务,成为了我国行星科学领域一支重要的科研力量。万卫星院士为我国行星科学学科建设和发展奉献了毕生精力。
我国在行星科学领域研究起步较晚,但起点高、发展很快。
美国在这一领域起步较早,先后已成功着陆“好奇号”,“毅力号”等5辆火星车。最近,“毅力号”已在火星表面成功利用二氧化碳制备出了5克的氧气,为人类在火星生存的必要条件—呼吸,带来了希望。“天问一号”探测器成功着陆火星,迈出了我国在行星探测重要一步。据潘永信透露,针对一些科学目标,“天问一号”的环绕探测器将与刚刚实现软着陆的火星车“祝融”开展“天地联测”。
随着我国“天问一号”探测器成功着陆,多点、多器的联合探测模式已掀开火星探测史的新篇章。
潘永信透露,此次“天问一号”探测的科学任务,包括研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层与表面气候及环境特征、火星物理场与内部结构。
“天问一号”可以利用携带的环绕器次表层探测雷达,火星物质成分分析仪、高分辨率相机等科学载荷,通过研究火星表面地质特征与着陆区地下水冰分布等,获取火星环境演化和生命生存的条件信息。探测火星的表面土壤里是否含有生命需要的营养元素,甚至对改造火星土壤的可能性进行估计。在火星上生存,我们除了要解决呼吸的问题,还需要解决饮水,以及在火星上种植农作物(比如土豆)等难题。
针对很多大朋友、小朋友很关心的火星移民问题,潘永信院士也表示,如果能将这些问题的研究和相关技术攻关推进一步,人类距离移民火星就近了一步。目前,“祝融号”火星探测车已成功着陆火星。在紧张的调试工作结束后,它将和环绕探测器一起启动天地联测工作。除“天问一号”首次火星探测任务外,我国行星探测计划还包括小行星探测,木星系探测,火星采样返回等任务。
未来,还可能实施载人登月、登火,在月球和火星建立科研站,对整个太阳系进行穿越探测,甚至做一些“太阳系边际探测”。这些探索宇宙的任务,想想就让人神往。
当前太空探索已经成为科技前沿,推动我国行星科学研究发展既是机遇也是使命。在未来的工作中,可能要付出两代人甚至更多代人的努力,而潘永信院士对中国的青少年们寄予了厚望。他说自己的童年时代,从仰望星空获得了遐想的翅膀。
“仰望星空是少年的天性,保持好奇心,学好知识,将来加入到我国深空探测的事业中来。”潘永信院士也希望大学生们能夯实基础知识,着眼长期目标,用激情,用智慧去探索星辰大海。他相信,这将使得参与其中的每个人,都有与众不同,丰富多彩的人生!