“天問一號(hào)”發(fā)射成功，開啟問天之旅?！疤靻栆惶?hào)”明年將降落火星進(jìn)行自由巡視探測(cè)。那么，“天問一號(hào)”會(huì)執(zhí)行哪些科學(xué)任務(wù)？

從上世紀(jì)90年代至今，國際火星探測(cè)以發(fā)展新技術(shù)和獲得科學(xué)發(fā)現(xiàn)為主要驅(qū)動(dòng)力，催生了火星探測(cè)的高潮，并取得了巨大進(jìn)步。在科學(xué)研究方面，國際上通過不同探測(cè)形式與任務(wù)，在火星軌道運(yùn)動(dòng)規(guī)律與參數(shù)、火星大氣、火星地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造等多方面取得了豐富成果。

“好奇心是驅(qū)使人類探索的不竭動(dòng)力?！靻栆惶?hào)’想要探究的這些科學(xué)目標(biāo)基本涵蓋了學(xué)界長(zhǎng)期以來對(duì)火星感興趣的方面?！敝袊刭|(zhì)大學(xué)（武漢）行星科學(xué)研究所教授肖龍表示，雖然國際上曾多次探測(cè)火星，傳回了許多寶貴數(shù)據(jù)，但是火星還有很多未知之處、未解之謎，需要我們一步步探索。

在太陽系之中，火星與我們地球是非常接近的一顆星球，了解火星的前世和未來，對(duì)地球未來的變化也具有一定的應(yīng)對(duì)措施。

據(jù)悉，“天問一號(hào)”由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，總重量約5噸。有效載荷包括相機(jī)、次表層探測(cè)雷達(dá)、礦物光譜探測(cè)儀、磁強(qiáng)計(jì)、離子與中性粒子分析儀、表面成分探測(cè)儀、氣象測(cè)量?jī)x等。這些科學(xué)儀器將為我國火星探測(cè)任務(wù)在火星形貌、物質(zhì)組成、地質(zhì)構(gòu)造、磁場(chǎng)、大氣環(huán)境等多個(gè)方面的探測(cè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

“天問一號(hào)”的主要任務(wù)是利用環(huán)繞器對(duì)整個(gè)火星進(jìn)行全面廣泛的勘測(cè)，并將巡視器送到有科研價(jià)值的表面位置，進(jìn)行高精度、高分辨率的詳細(xì)調(diào)查。具體來說，“天問一號(hào)”的科學(xué)目標(biāo)包括繪制火星形態(tài)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖；調(diào)查火星表面的土壤特征和水冰分布；分析火星表面的物質(zhì)組成；測(cè)量電離層和火星地表氣候及環(huán)境特征；探索火星的物理場(chǎng)（電磁場(chǎng)、引力場(chǎng)）和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

“人類最關(guān)心的問題就是火星上的水和生命。”中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員邸凱昌表示，火星的水環(huán)境演化是多年來科學(xué)探測(cè)的核心目標(biāo)之一。

邸凱昌指出，以往火星形貌、礦物等相關(guān)研究顯示，火星歷史上是存在大量液態(tài)水的，甚至可能曾存在廣闊的海洋，但現(xiàn)在火星為何變成了干枯的“沙漠星球”，以前的水如何形成，后來又如何消失？火星作為太陽系中與地球最相似的行星，它的今天是否將預(yù)示著地球的明天？這些重大的科學(xué)問題都有待解答。

為了繪制火星的地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖，環(huán)繞器和火星車都配備了探地雷達(dá)。環(huán)繞器上的雷達(dá)可以“看透”幾千米深的地層，而火星車上的雷達(dá)雖然看不到這么深，但分辨率卻能達(dá)到厘米級(jí)。這或許能幫助我們了解火星地表以下的水冰分布。

“天問一號(hào)”另一項(xiàng)激動(dòng)人心的任務(wù)是探測(cè)火星的磁場(chǎng)。目前有理論認(rèn)為，火星曾擁有和地球類似的磁場(chǎng)。然而隨著火星內(nèi)核中熔融的鐵逐漸冷卻，它的磁場(chǎng)也逐漸減弱甚至消失。失去了地磁場(chǎng)的火星被暴露于太陽風(fēng)和輻射下，并導(dǎo)致其失去了地表水和大氣?；鹦堑拇艌?chǎng)究竟發(fā)生過怎樣的變化？“天問一號(hào)”環(huán)繞器與火星車將為我們提供更多的證據(jù)。

邸凱昌表示，我國探測(cè)器的著陸區(qū)設(shè)計(jì)在相對(duì)平坦、地貌類型比較豐富、科學(xué)研究?jī)r(jià)值很大的地區(qū)，該區(qū)域是一塊其他國家尚未到過的“處女地”，我國火星車在著陸區(qū)首次獲得高分辨率、高精度、多載荷數(shù)據(jù)，將會(huì)支撐形貌與地質(zhì)構(gòu)造、礦物、次表層結(jié)構(gòu)與水冰分布、表面氣象特征等多方面科學(xué)研究取得突破。環(huán)繞器和著陸巡視器搭載的礦物光譜儀、高能粒子分析儀、激光擊穿光譜儀等多種儀器，還將幫助遠(yuǎn)在地球的科學(xué)家研究火星巖石、土壤和大氣的成分，更好地了解火星環(huán)境。