這是宇宙運(yùn)行不經(jīng)意的贈(zèng)與。今年與之前的46億年一樣，行星繼續(xù)在各自的橢圓軌道上圍繞太陽行進(jìn)。10月，火星和地球?qū)⑶『门c太陽來到一條直線上，形成“火星沖日”。彼時(shí)，兩個(gè)永恒的趕路者將達(dá)成最近距離。錯(cuò)過這次照面，要再等780天。
為了把握住更短、更省燃料的旅途，美國宇航局和歐洲航天局的火星探測器將于7月從美國卡納維拉爾角的航空基地出發(fā)。過去大半個(gè)世紀(jì)的18個(gè)“火星沖日”年里，全世界有48次公開了名稱的、以火星為目的地的航天任務(wù)，成功的不到一半。
今年，飛出窗口去往火星的隊(duì)伍中將出現(xiàn)五星紅旗的標(biāo)識(shí)。我們將見證中國第一次真正意義上的行星探索任務(wù)。
遠(yuǎn)征漫漫
中國自主研發(fā)的探測器將搭乘“長征五號(hào)”運(yùn)載火箭，從海南文昌發(fā)射基地出發(fā)。它將高速?zèng)_出大氣層，進(jìn)入繞地球軌道。接著又多次加速，奔向火星。
旅途漫長，要?dú)v時(shí)7個(gè)月。近15年來距離地球最近時(shí)，火星與我們的距離為5500萬公里。這段路足夠普通民航客機(jī)飛上7年，神話里的孫悟空一個(gè)跟頭能翻5.4萬公里(十萬八千里)，到火星得翻上1019個(gè)。
探測器抵達(dá)火星后，將狠狠踩下剎車，進(jìn)入環(huán)繞火星的軌道。之后，探測器將分解為軌道器、著陸器和火星車，聯(lián)手執(zhí)行探索任務(wù)。據(jù)行星科學(xué)專家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員鄭永春介紹，軌道器將環(huán)繞火星進(jìn)行遙感探測，拍攝照片、收集數(shù)據(jù)；著陸器在隔熱罩的防護(hù)下，進(jìn)入火星大氣層，之后用降落傘等多種技術(shù)手段進(jìn)行減速，最終降落在火星表面；在著陸器到達(dá)火星表面后，火星車則會(huì)駛出，巡視這片陌生的土地。
因?yàn)檫b遠(yuǎn)，火星表面的航天器無法直接和地球聯(lián)系，需要通過環(huán)繞火星的軌道器中轉(zhuǎn)。而地球發(fā)向軌道器的信息，也要跨越20分鐘的時(shí)差。交流中的每個(gè)問題和答案間有一段完全的空白。
鄭永春打了個(gè)比方：這些航天及其燃料都需要從地球上帶過去，裝載的東西太重，路程太遠(yuǎn)，小貨車就幫不上忙了，需要大卡車。“長征五號(hào)”就是一架直上云霄的大卡車，常被昵稱為“胖五”，起飛推量超過1000噸，全長約57米，直徑5米的“腰圍”比長征系列的其他火箭都要雄壯。120噸的氫氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)提供了中國火箭能達(dá)到的最大推力，全部核心技術(shù)都是中國自主研發(fā)。
2016年，長征五號(hào)遙一運(yùn)載火箭首飛，出現(xiàn)故障，推遲了兩個(gè)小時(shí)才出發(fā)；2017年，長征五號(hào)遙二火箭發(fā)射失利，星箭墜入太平洋。一位工程師還記得火箭熄火的那一瞬自己渾身發(fā)麻，“心像被撞了一下”。
在趕到2020年的窗口前，“胖五”經(jīng)歷數(shù)次回到原點(diǎn)、尋找問題、解決后再出發(fā)。一位女工程師在這期間錯(cuò)過了孩子的3歲生日，她買了一本《你的孩子3歲了》。孩子的4歲生日過去，那本書她才來得及看了兩三頁。
去年年底，長征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭明亮的火焰尾巴一路割開墨藍(lán)色的夜，精準(zhǔn)入軌，星箭分離。它準(zhǔn)備好了。
“我們曾經(jīng)以為航天不會(huì)失敗。”一家中國科幻產(chǎn)業(yè)公司的創(chuàng)始人姬少亭說。2013年，月球車“玉兔”搭載嫦娥三號(hào)運(yùn)載火箭抵達(dá)月球表面，姬少亭還在新華社供職。她和幾位年輕同事為這臺(tái)機(jī)器注冊了微博賬號(hào)。賬號(hào)傳達(dá)的概念之一是，“宇宙是黑暗而危險(xiǎn)的，航天任務(wù)是艱辛而有風(fēng)險(xiǎn)的”。
玉兔和后來的玉兔二號(hào)儼然火星車的前輩，但月球探測和火星探測的環(huán)境截然不同。據(jù)鄭永春介紹，月球土壤顆粒尖銳，月塵帶有靜電，火星不存在這一問題。火星上的大氣則比空氣稀薄的月球表面麻煩很多。它可能帶來塵暴，覆蓋電池板。氣壓和風(fēng)向無法預(yù)測的氣流給著陸器下降增加著不可控的變量。
火星工程探測器系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師賈陽曾對媒體表示，中國的火星車將有一對“更大、更漂亮”的翅膀，努力對著太陽的方向。它還將“具有較強(qiáng)的自主能力，自主實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、科學(xué)探測、故障診斷等功能”。
“技術(shù)層面上，月球任務(wù)與火星任務(wù)的共同點(diǎn)很少。”鄭永春說，“但中國探月計(jì)劃和火星計(jì)劃的承繼性是很明顯的。”
繼承下來的，是人。
不少中國航天探月工程的成員進(jìn)入火星探索的班底。年輕人曾駐扎在戈壁灘上，利用類似月球表面的環(huán)境展開實(shí)驗(yàn)。他們早晚跑步，越跑越遠(yuǎn)，直到駐地附近出現(xiàn)了狼。他們拍攝月亮、爬過儀器的小蜥蜴、食堂拉面的大師傅。駐地的大石頭上刻著“望舒”，取自屈原的詩句，意為月亮上駕車的女神。
在鄭永春看來，一次航天任務(wù)的背后是成百上千的航天人和他們組成的大國航天系統(tǒng)。它龐大而精細(xì)，各個(gè)分支互相影響，需要共同合力實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)，需要在確定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)交付產(chǎn)品，不同分支還需要進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，確保系統(tǒng)運(yùn)行順暢。一步出錯(cuò)則數(shù)步延誤，一點(diǎn)成功又帶動(dòng)多點(diǎn)。它也在一次又一次的遠(yuǎn)航中成熟起來，學(xué)會(huì)啟動(dòng)更加了不起的旅行，學(xué)會(huì)處理失敗。
那是一段更長的路。中國火星工程立項(xiàng)于2016年，探月工程則開啟于2003年。“兩彈一星”元?jiǎng)族X學(xué)森說：“系統(tǒng)工程與總體設(shè)計(jì)部思想才是我一生追求的。它的意義，可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我對中國航天的貢獻(xiàn)。”那是30年前，中國載人航天“921”工程展開的前一年。
歲月悠悠
美國宇航局每個(gè)財(cái)年的預(yù)算需要獲得國會(huì)審批，2020年總計(jì)210.2億美元，比前一年減少了4.8億美元。中國航天工程的持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略經(jīng)常為鄭永春的外國同行所討論。在好萊塢電影《火星救援》里，“五星紅旗”以破局者的形象出現(xiàn)。當(dāng)救援陷入僵局時(shí)，中國大推力運(yùn)載火箭“太陽神號(hào)”出現(xiàn)了。電影的原著作者是美國宇航局的一名工程師，這本科幻小說則以貼近現(xiàn)實(shí)而著稱。
中國的第一次，也將會(huì)是世界火星探測歷史上的第一次：一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)軌道器的“繞”、表面著陸器的“落”、火星車的“巡”三個(gè)目標(biāo)。
這一大步，跨過了人類火星探索的60年。上世紀(jì)60年代，美蘇爭霸開啟了探索星空的競賽。第一顆進(jìn)入行星軌道的“衛(wèi)星斯普尼克1號(hào)”升空僅3年后，火星征程就開始了。此后10年里，蘇聯(lián)和美國12次嘗試飛躍火星，僅4次成功，拍攝了圖像傳回地球。大多數(shù)時(shí)候，探測器抵達(dá)地球停泊軌道就被困住了。
上世紀(jì)七八十年代則在火箭相繼升空的點(diǎn)火聲中度過。在電視機(jī)和收音機(jī)旁，民眾聽著倒計(jì)時(shí)，揮舞著小旗幟，一邊嘆氣，另一邊便歡呼。東西世界爭相鑿出星空之路。從“火星2號(hào)”到“火星7號(hào)”，從“水手7號(hào)”到“海盜2號(hào)”，形態(tài)各異的探測器們沖入火星軌道，有的燃燒在下降路上，有的撞碎在火星表面，有的則突然信號(hào)全失。
貫穿于這個(gè)時(shí)代的還有“銀河系食尸鬼”的傳說，一個(gè)巨大貪婪的生物，橫亙在去往火星的道路上，把探測器們都吃掉了。
上世紀(jì)90年代始于兩個(gè)句號(hào)。1991年，蘇聯(lián)解體，俄羅斯繼承了火星航天項(xiàng)目，財(cái)政危機(jī)讓這個(gè)項(xiàng)目停滯了5年。1993年，美國宇航局的“觀察者號(hào)”失聯(lián)，8.13億美元湮滅于深空，差不多是原預(yù)算的4倍。美國宇航局提出了新的火星探索指導(dǎo)方針：更快，更好，更便宜。
火星車出場于2000年后。勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)和好奇號(hào)先后踏上火星表面的旅途。它們路過峽谷，巖壁投下的陰影可以長達(dá)數(shù)百米；它們路過平原，一連數(shù)個(gè)火星日都面對一望無際的地平線；它們也在顛簸的丘陵艱難跋涉過放射狀的巖石裂縫和流沙。它們穿過塵暴，沙土被拋向離地幾百米高的大氣中，視野所及皆是黃色；它們也經(jīng)歷過晴朗寒冷的天氣，地球遠(yuǎn)懸頭頂，像一枚藍(lán)色彈珠。
火星不再是天空中的紅色戰(zhàn)利品，而是一個(gè)需要精打細(xì)算去接近的科學(xué)目標(biāo)。一位美國宇航局“2020火星計(jì)劃”的工程師談及此次與歐洲宇航局的合作，坦然表示：火星意味著花錢，一次任務(wù)耗費(fèi)數(shù)億美元，尋找盟友是必然之選。
國家也不再是星海中的唯一力量。商業(yè)航天公司發(fā)展起來，在這個(gè)追求實(shí)惠的航天時(shí)代，以降低宇宙航行成本為追求。其中，美國的SpaceX公司占據(jù)全球發(fā)射市場總量的五分之一，藍(lán)色起源則在火箭引擎研發(fā)上一騎絕塵，他們各自贏得數(shù)十億美元的火箭發(fā)射合同。
一本描述商業(yè)航天的暢銷書寫道：競爭是推動(dòng)火箭發(fā)展的最佳燃料。在這個(gè)全新的賽道，競爭的激烈不亞于曾經(jīng)鐵幕兩端的情況。SpaceX和藍(lán)色起源均公布了移民火星的計(jì)劃，那是他們勢在必得的下一站。
星海茫茫
2019年11月，在位于河北省懷來縣的地外天體著陸綜合試驗(yàn)場，我國首次火星探測任務(wù)著陸器懸停避障試驗(yàn)圓滿完成。在模擬的火星約為地球三分之一的重力環(huán)境里，著陸器懸停、避障、緩速下降。
目前，尚不能獲知它將降落于火星何處。據(jù)鄭永春介紹，著陸的地點(diǎn)與探測器發(fā)射時(shí)地球與火星的相對位置有關(guān)，還需要兼顧科學(xué)性與安全性：要較為平坦，不出意外；也要有足夠豐富的研究對象。
這顆紅色行星表面有太多備選著陸區(qū)域。它的兩極覆有冰蓋，赤道處密布著細(xì)密的河網(wǎng)遺跡，記錄著曾經(jīng)存在的水文運(yùn)動(dòng)。它的山峰比珠穆朗瑪峰還要高兩倍，峽谷比科羅拉多大峽谷還要深，洪水的切割范圍，比地球上任何地方都大得多。
人類曾一度寄望在火星上發(fā)現(xiàn)生命。連綴的隕石坑出現(xiàn)在19世紀(jì)天文學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡里，一度被認(rèn)為是某類文明的運(yùn)河系統(tǒng)。1976年“海盜一號(hào)”拍攝的一張照片上，丘陵的光影酷似一張臉。
在姬少亭看來，火星成為星際探索的當(dāng)紅目的地，也是人類幻想的流行載體。因?yàn)槿祟惖墓陋?dú)和好奇心。
以它為主角的故事映襯出當(dāng)年最迫切的欲望。一戰(zhàn)、二戰(zhàn)的夾縫里，火星負(fù)責(zé)帶來長著觸角或噴出烈火的外星侵略者。一部描述火星入侵的廣播劇曾讓大半個(gè)美國陷入恐慌。太空時(shí)代到來后，火星成為實(shí)現(xiàn)野心的殖民地，描述人類在火星建立社會(huì)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)政治的《火星編年史》和《火星》三部曲成為經(jīng)典。
姬少亭發(fā)現(xiàn)，近10年來，美國和歐洲的主流科幻文學(xué)已經(jīng)很少討論火星上的故事了，作者們更關(guān)注“人與人的關(guān)系”，比如社會(huì)公平正義和個(gè)體權(quán)利的實(shí)現(xiàn)。“這可能源于缺少變化的外部環(huán)境，探索的目光自然向內(nèi)投射”。
與此同時(shí)，中國科幻迎來了作品和影視化的爆發(fā)。姬少亭覺得，沉浸在不斷向外進(jìn)發(fā)的熱情里，“我們相信自己一定能做成”。中國科學(xué)家對火星有著種種現(xiàn)實(shí)層面的研究愿望，在地球上與“荒漠化”作戰(zhàn)的中國科學(xué)院水生生物研究所研究員劉永定，曾提出想用藻類改造火星，為人類移民“開路”。我國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋曾表示，深化對火星演變的認(rèn)識(shí)，可以為保護(hù)地球、擴(kuò)展人類生存疆域進(jìn)行探索。中國科學(xué)院院士、中國探月工程首任首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)則干脆表明，火星完全能被改造為生機(jī)盎然的“小地球”，使“地球-火星”成為人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展的“姐妹共同體”。
鄭永春多次到達(dá)廣西、陜西、安徽、青海的群山深處，為那里的小學(xué)生做科普。他去過的學(xué)校，硬件和城里的學(xué)校相差不多，有新建成的教學(xué)樓和電教設(shè)備。但一些地方的孩子們告訴他，從未上過科學(xué)課，因?yàn)闆]有老師會(huì)教。他們幾乎從未聽說過2020年會(huì)在火星上行駛的中國小車。
鄭永春給他們講宇宙。比起城里的同齡人，山里的孩子們很羞澀，不會(huì)積極提問，但也極專注，不會(huì)頻頻查看手機(jī)。他們好奇的表現(xiàn)太過明顯——整個(gè)人從眼睛開始發(fā)亮。在這群孩子中間，鄭永春的名字正是“火星叔叔”。
記者 王夢影 來源：
