为了找到火星生命，中国火星车带了哪些秘密武器？| 科技袁人

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本视频发布于2021年5月19日，观看量已达6.6万

袁岚峰：好了我们说了这个。其实我们都已经自然地过渡到第二部分了，我们快要进入技术细节了。好，我们接着进入第二部分的讨论，关于火星探测的技术细节的问题了，首先请问两位老师有没有参与过我们国家的火星探测项目？

刘勇：我参加过。

袁岚峰：周老师呢？

周炳红：我参加了一部分应该是。

袁岚峰：那就是说你们都参加了，那能不能给我们分享一些你们研发当中的故事？

刘勇：我其实最想分享的是我们在上一次做萤火的时候，失败的问题。

袁岚峰：萤火一号 。

刘勇：那个时候让我印象太深刻了，那次我去办公室，头一天我们上面还贴着横幅说，我们庆祝萤火一号发射成功。

然后我去了趟办公室看到我们领导，我们领导平时很酷的，你看不到他脸上有什么表情，然后总是一幅钢铁直男那种感觉。但是那天我一看特别伤心那种，说的不好听，就像我们大学同寝室的哥们失恋了，然后一夜没睡着，抽了一夜烟，就是那种感觉，就是坐在办公室里头，整个人就崩掉了。

我当时忽然想到是因为萤火失败了，然后他很伤心，我当时就想去安慰他，我也不知道说什么。但是我是觉得总觉得这个事我们应该没什么责任，因为毕竟我们是借人家的船出海。

袁岚峰：对，是俄罗斯的火箭出问题。

刘勇：俄罗斯的发射过程出问题了，然后我就想安慰他，我说这事我们没什么责任的，结果他怼了我一句，我们也没什么结果。

袁岚峰：确实。

刘勇：这个故事让我一直印象很深刻，就是我们做科学研究，我们是真的是想去拿那个结果的。

袁岚峰：是的，我们不是一个官僚机构，我们是一个研究组织，我们的目标是为了人类获取新的知识，不是说去甩锅的，这是非常富有人性化的一个故事。

周炳红：我参加的主要其实是发射天问一号的长征五号火箭，长征五号我记得当时是第二次发射失败了，所以我们当时还有一个。

袁岚峰：2017年的时候。

周炳红：对，我们在这之前其实就已经有个课题，因为它长征五号不同的任务，它火箭的上面一级，就是长征五号液氢液氧第二级，五米直径的第二级，它的滑行时间有两种不同的工作模式，就是你去火星和发射这个卫星它是不一样的，去火星和去月球的时候，它的滑行时间会更长一些，会长个几百秒钟。

袁岚峰：这个也许需要向观众解释一下，所谓滑行的意思就是说，它关掉了。

周炳红：它的主发动机走到一段时间以后，它会关机，然后它在失重条件下飘，飘过去，然后对准火星的时候再点火，再推出去。

袁岚峰：是，那么是两次点火。

周炳红：对。那么在这一段时间内，如果管理不好的话，第一个推进剂会飘起来，第二个是因为它是低温推进剂，它里面的储箱压力会发生变化，其实最近就这几天，SpaceX用那个星舰火箭。

袁岚峰：他那个星舰10号又炸了。

周炳红：对，出现这些问题，它用的是液氧甲烷，也是低温推进剂。另外就是它在返回的时候，它也是要关掉那个主发动机，就掉个个再回来，所以也经历了微重力，就是失重，那么它的压力就下降了，现在也是认为是大幅晃动引起压力下降，然后有一次还，晃动把增压气体氦气吸到发动机里面，所以它推力就不够，所以它着陆的时候速度就更快，所以我是从我们叫流体力学的角度参与了火箭这一部分相关专业的研究。

袁岚峰：是是是，这就是周老师的专业，他的研究主要就是这方面的，所以我们现在看到我们长征五号已经修好了，已经能够稳定地发射，其实这就是一个非常重要的改进。

周炳红：是。所以还讲一个故事，应该说是我们科学院的同事的故事，因为我最近也在做小天体的研究。

袁岚峰：小天体防御的研究。

周炳红：对，小天体防御，就是它可能撞击地球，那么我们也就会关心，因为小天体其实它撞击地球以后，它会变成各种陨石，我们国家刚开始其实早期因为没有火星的数据嘛，那么其实去研究火星是有的，我们科学院有专家去研究它，就是地质地球所林杨挺研究员，他们的团队在研究，包括欧阳自远院士。

袁岚峰：他们不是到处去捡火星的陨石吗？

周炳红：对，他们去南极，去一些沙漠的地方捡陨石。

那么现在地球上现在一共发现的陨石，就是其中有266块就是他是根据火星的陨石。那么他们当时一个故事就是什么意思？他们通过用微纳探测器探测里面的元素成分，就发现它有一种特殊的碳，他判断这个碳应该是一种有机碳。

袁岚峰：实际上应该是说来自同位素的分布。

周炳红：对，它可以测，他有那种微纳探测器，它可以测旁边的同位素的比例，就发现它应该是生物成因的碳，又叫干酪根。

袁岚峰：干酪根。

这是我跟那些找石油的那些人合作的时候，他说我们标准成油理论，就是说古代生物的遗体，它先是变成干酪根，然后最后变成石油，干酪根其实是个非常绝妙的翻译，它是一个音译兼意译，Kerogen。

周炳红：那么他发现这个以后，当时是个很重大的成果，当时其实是想发到顶级杂志《Science》上，但是《Science》或者《Nature》对吧？但他们不发，他们第一个是说，这个结果还不可靠，让他改呗，是吧？后来是他们用他们的，好像哪个探测器的数据，他们先发了一个类似的。所以他们后来这个成果就发在一个就更低档次一点的这个杂志上。

袁岚峰：欧阳自远院士对这个非常不满，他总是说实际上我们中国人是最早发现火星上有生命的，他认为那个已经足以证明火星上有生命，当然我想再怎么也是个间接的证明，怎么也不如眼见为实的，所以我们还是希望真的你到了火星，然后取个样品回来，这个才能够确认。

周炳红：是。

袁岚峰：但是将来假如确实发现了火星上有生命，我想那到时候欧阳自远院士以及研究这块陨石的人，他们肯定会说我们早就发现这个了。到时候大家就会知道所谓中国人先发现火星上有生命，这个故事到底是怎么来的了是吧？我们发射的天问一号，用的是长征五号，我们这俩模型都是长征五号？这个长征五号它在技术上有哪些突破呢？跟我们以前的火箭相比。

周炳红：跟我们以前的火箭，我们现在叫它是相当于是老一代常规的运载火箭，那么现在以长征五号为代表的，包括长征六号、长征七号以及后面的长征八号都叫新一代运载火箭。

第一个就是长征五号推力更大了，它研发了一个120吨的液氧煤油发动机，我们老一代的运载火箭其实还是钱学森时代研发的，它的起飞推力应该是70吨，而且它是剧毒的推进剂，四氧化二氮、偏二甲肼它是常温可储存的，就是因为当时发展火箭是为了发展弹道导弹。

袁岚峰：我先保证安全，然后再说其他的。

周炳红：对，保证安全，它为了导弹能够随时发射，不让这种液氧液氢它低温推进剂的话，要提前，在发射前一段时间要加注。那么一个是液氧煤油发动机，还有一个就是5米直径中间，我们说中央芯级，它直径大，变成5米了，所以它起飞重量800多吨，以前大概是最多也就500吨左右。

还有就是研发了一个新的，50吨推力的液氢液氧发动机，所以这就是主要的突破，我觉得主要体现在它更重。

另外是研制的两款更大推力的，先进性能的这种低温推进剂为代表的这种先进发动机，这就为我们后面的无论是嫦娥工程，火星，包括以后的火星样品取样返回，深空探测什么的都得靠它，我们说是火箭的动力有多大，我们航天的舞台就有多大。

袁岚峰：是的。

周炳红：所以我们的舞台大了现在是。

袁岚峰：基础设施没有，其它什么都没法搞，就像我们去年的嫦娥五号从月球上取样返回，那个用的就是长征五号。

周炳红：对。

袁岚峰：而且嫦娥五号是一个人类有史以来最大的探测器，就是往地外发的，那个就是你得用这么大的火箭才能发射。

我们再来说回美国的火星探测计划，这个毅力号，实际上它出发的是最迟的，在去年那三家发的时候，就是先上阿联酋的，然后中国的，最后美国的是吧？但是它是后发先至是吧？到达火星表面它是后发先至，它为什么在中国之前它就直接落下去了？

刘勇：中国是要先绕几圈，因为我们毕竟没干过这个东西，人家干过了，人家很清楚地知道我们要去哪里落，然后周围的地形地貌，它都有最原始的数据，都已经探测清楚了，我们是要先绕一圈，然后选地点。

袁岚峰：我们要绕三个月，要绕好多好多圈。

刘勇：所以它先落下去了，我们后面再落。

周炳红：而且我们上面有个更高分辨率的相机，比他们以前的分辨率更高，这次已经拍到那种高分辨率的图片了，这样也对我们将来选择那种很平整的着陆点有利，所以先几个月看清楚了，研究清楚，再降下去。

袁岚峰：那么火星着陆到底有哪几种方法呢？

袁岚峰：是包为民院士是吧？

刘勇：对，包为民院士，包院士讲过，第一个阶段是要气动减速，就是火星上有大气。

袁岚峰：火箭反推。

刘勇：第一个阶段不用火箭反推，就是气动。

袁岚峰：就是依靠大气的摩擦力减速是吧。

周炳红：是这样的，先在环绕火星轨道，如果我们的话需要减速，包括美国也要减速一下，就让它掉到火星上去，减速了以后就靠气动减速了。

刘勇：然后再就是要用要降落伞，这速度减下来之后，4公里每秒降到400多米每秒，这个时候就可以开伞了，用伞这是第二阶段，第三个阶段其实就有几种不同方案，比方说毅力号用的是空中吊车，这个是能够解决比较大的这个，是稍微大一点的重量的。以前最常用的是气囊，我印象最深的是勇气号着陆的视频，它会突然一下爆开一个气囊，好像周围都长了气球，然后它在火星上弹。

周炳红：弹跳好多次。

袁岚峰：它那火星车是包在气囊里面。

刘勇：对，那个弹的过程我看了一下，从它第一个着陆点到最后之间的距离有10多公里。

袁岚峰：翻滚了这么远，如果那有个沟的话，它就一路掉下去了。可能着陆地点选择得必须非常准确才行，要不然它掉下去出来了。

周炳红：这两种了。

刘勇：对，还有一种是像中国的嫦娥四号那样，最后用一个反推火箭，当然其实前面也用反推火箭，比方说像空中吊车那种反推火箭，在中国基本上是反推火箭把速度减为0，然后在离地面大概是几米的地方就关掉火箭了。

袁岚峰：我们这次用的仍然是火箭反推的办法是吧？

刘勇：对，这招我们玩得熟啊。

袁岚峰：是的，火箭反推技术中国算是掌握了，因为跟它对照的就是印度，就在2019年的时候，印度也尝试一次月球的软着陆，叫做月船二号，他就是用火箭反推技术，但是它的技术也太差了。无论是发动机的动力还是数量，第一，它的发动机太小了。

刘勇：它是这样的。

周炳红：是引进俄罗斯的。

刘勇：这个要用一个，最理想的就是像中国这样，叫可变推力，我这推力可变，我想要大就大，想要小就小。

袁岚峰：没错。

刘勇：印度没有掌握这个技术他怎么办？他最开始找俄罗斯买，俄罗斯不卖给他。这个合同都签了，后来把人给涮了。然后他后来自己做了套方案。我搞几个……

袁岚峰：是。

刘勇：我装了5台火箭，这样我就是说，我想要大推力的时候我全开是吧。

袁岚峰：他去调整那个数量。

刘勇：对，我就通过数量来控制。

袁岚峰：这是很诡异的一个方法。

刘勇：这个方案就很复杂，只要一台火箭工作不正常，整个东西就翻车了，最后就成功地翻车了。

袁岚峰：它是最后到离这个月面还有两三公里的时候，它失去联系了，不知道它跑哪儿去了，最后它肯定是撞到月球上去了。这个就是很悲剧的一个故事，因为每一个火箭的推力都很小，都是几十牛的，然后它搞了好多台，最后就完全控制不过来了。

刘勇：他的方案改了好几次，前面这个是装3台装4台。然后包括它整个的重量。所以这个东西是，这个航天还是一个很硬核的科技，行就是行，不行好像你想糊弄过关也没那么容易。

印度还玩了很多这种小花招，比方说他在轮子上印的印度的国旗国徽，这样他这个车如果是在月面上跑起来，他们印度的国旗国徽就成功地印在这个。

袁岚峰：它是印ISRO，印度空间研究组织，它的徽标。

刘勇：那个也印了那个徽标。

袁岚峰：是，但是它的月球车的它没有在上面跑，所以它目前为止它还没有印上去，我估计他们下一次再去试，因为今年他又要去试了。所以我们不知道他这次能不能成功，如果成功他可能又要搞这个，所以到时候我们就会看到在月球上印上印度的标志了。

袁岚峰：那么对于这个火星探测器着陆地点的选择，我们到底是有些什么考虑呢？

刘勇：我在接触这个问题之前，我最开始希望的是说，我们得去最可能找到生命的地方，或者是最有科学价值的地方去着陆。后来我研究这个问题，我发现第一考虑是工程，这个事也很有意思，就是说我们要保证这个火星车，第一个是要保证走出去，这个着陆器能够成功地着陆。第二个是保证这个火星车能够成功地开出来。这就有几个条件，第一个条件是这个地方不能太软，太软了，整个着陆器就陷下去了。火星车就没法开了。

袁岚峰：掉到一个沼泽地里面去了。

周炳红：先得成功才能说是好。

刘勇：第二个（条件）就是我们要，周围的地相对比较平坦，它不能有那些大石头那些稀奇古怪的东西，因为我们，而且周围整个一大片区域都不能有，所以我们现在是有两个备降点，备选的点。

所以这两个地方都满足这个条件，当然我们在这里还要考虑科学的因素，科学因素，我觉得这里有几个地方。比方说绝大部分都是选择在赤道附近，火星的赤道正负30度以内，这个其实也是一个工程的考量。还有一个科学考虑，一个是我们能够找到水的地方，能够找到水合物，还有呢就是，或者是它不同的几个地质块，不同时期的地质块，相邻的地方，我们最好落在那边上。我们就可以去……

周炳红：跨越地质带。

刘勇：对，跨越地质带。这样我们就可以去探寻火星的历史，而且是不同时期的历史。还有就是如果不能这样的话，我们最差也能够找出一种它有很多，因为火星，我们知道火星上有很多陨石坑。钻下去，然后溅一块土出来，然后过一段时间又一个东西钻下去，然后溅一块土出来，我们最好能找到这种不同时期的土堆的地方放在那个附近。

袁岚峰：这个要求可就难了。

周炳红：所以提前要做很多观测和科学的研究准备。

袁岚峰：那得是一个有很多陨石坑的地方是吧？

刘勇：它只要是，其实陨石坑有的大，有的小，就是说不同的陨石坑都在这附近能够找到，而且不同时期的。

周炳红：可能是这样，就等于是，陨石有一个规律，就是你越大的，其实你间隔的时间就越长，打比方如果是一公里的，打个比方，它可能1000万年才一次。

袁岚峰：它可能是个幂律分布是吧？

周炳红：那你可能100米撞击的，可能是那100万年一次，那也就是说你可能是在一个一公里撞击，然后它有10公里大的一个大坑里面，也就是说，打比方，现在看到的，这就是1000万年前的。然后中间又撞了第二个，如果是这种，我觉得，就像刚才你解释的，这种地方它就很好，那就可以看里面这两次撞击之间的对它地质的影响或者什么，能获得更多更丰富的科学数据。

袁岚峰：周老师现在研究这个小行星防御，这其实就跟你们这个小行星防御是相关的对吧。就是判断我们有一个小行星撞到地球上那个概率有多大，这其实就是通过这种分析。

周炳红：对。

刘勇：火星上还有一个特点就是它那个坑都留在上面了。所以有人会用坑的密度来算那个地块形成的历史。

袁岚峰：是的。

刘勇：坑越多的地方，说明撞击的次数越多，说明这个地方越古老。对，就跟人脸上的皱纹一样，皱纹越多，年纪就越大。

袁岚峰：就是美国毅力号火星车，它特别有劲，因为它用的是核动力，而我们天问一号我们用的还是太阳能的动力，这个功率它的能量就远远不如毅力号，这是为什么呢？

刘勇：这个可能就是个技术性的问题。我们那个太阳能电池板毕竟我们用得熟一些，核电池我们也试验了。

袁岚峰：我们用过，我们在这个嫦娥上面用过。

刘勇：我们是用过，其实基本上就是说测试一下，我觉得这个还是处于一个测试阶段，我觉得这项技术没有掌握得特别成熟。

周炳红：而且这个东西特别贵，美国那个核电池花了7000万美元，这大概相当于我们一个飞行任务的价格了，光核电池。

袁岚峰：但我印象中我们以前用过的核电池，好像是用在月球上保温的是吧？

周炳红：对，那个功率小，然后结构也简单，它不用转换成电，它只要是产生热就行了，这个比较简单，但是要发电的话技术难度还是很高的。

袁岚峰：但是保温技术对我们也还是非常关键的。因为这样的话才能够度过月夜月昼这个时间，否则探测器在月球上活不过14天，它一到月夜的时候就挂了。

周炳红：但是我们这次“天问一号”也用了一个创新性的技术，就是在火星车上面，两个天窗一样的。它这里面装了一个叫做相变储能的材料，叫正十一烷。它有个很好的性质，就是它的液固相变点，刚好在火星白天和夜晚温度之间，大概是-26度，火星最高温度大概零度附近，然后最低温度可能-80度左右，所以它在这两者之间，白天的时候它就液化了，化成水一样的液体，到晚上特别冷，它就凝固放热，这样等于是你在火星车的表面最低也就是零下26度，在这里面，我们那些载荷就可以保证在零度附近，那样我的载荷是可以正常工作的。

袁岚峰：相当于一个缓冲垫是吧？

周炳红：对，所以它是用了一个应该说也是创新性地用了一个新的储能的技术。

袁岚峰：那么这个其实已经在很大程度上回答了下面一个问题，就是说我们的“天问一号？跟美国有什么不一样的探测技能？那个是说我们有什么不同的技术是吧？但是如果要跟美国有不同的探测，我们有什么？

刘勇：我的理解就是说，我们最主要的目标还是在火星上去找生命。

袁岚峰：这跟美国是一样的，跟其他任何国家都是一样的。

刘勇：对，其实我觉得我们这次就用了一整套方法，从天到地，这个问题我们就这么来理解吧，一个是能够找出生命，这是最好的直接找到是生命有机体，如果找不到有机体，我们退一步找出生命存在过的痕迹，比方说化石有机物大分子这都是。

这些如果还找不到，我们找到适合生命存在的条件，以前曾经是有水有温暖的环境，所以我们这些东西都是我们的目标，就是能够找到水，找到分子，找到我的印象中，我们有一台特别酷的仪器，特别好玩，就像上面是有一个激光的，这是能发出一束激光的。

袁岚峰：这是个激光器？这个看上去像一个照相机的东西实际上是一个激光器。

刘勇：然后激光会把火星表面的岩石气化，然后我们再测那个光谱。

袁岚峰：这是多猛的激光啊，biu的一下子岩石就气化了。

刘勇：这个技术好像还是比较常用的，它就是测这个成分，所以在这里头我们就说不管是我们要找生命，还是要找生命存在的条件，包括火星生命存在的条件，我们都是，成分都是很关键的，这个是我觉得是一个最有意思的仪器。然后其他还有一些比方说最常见的就是相机，我们要测火星上的地形地貌，各种分辨的相机，还有多光谱的照相，这样我们就，还有一个雷达，雷达很有意思，雷达是我们可以去测的是，雷达不仅火星上有，天上也有，是我们能够测它的土壤到底有多厚。

袁岚峰：这相当于一个遥感技术是吧？

刘勇：对，这是遥感技术。还有一个就是我们要测火星上，有时候有冰，我们前面也提到了，它要测冰的厚度，冰的厚度都是用雷达来完成的。这里还除了遥感器技术，我觉得还有一个最不起眼的就是磁强计。

袁岚峰：它是探测火星的磁场的。

刘勇：对，它是探测火星磁场，其实大家都知道火星是没有。

袁岚峰：现在火星不是已经没磁场了吗？

刘勇：但是它保不齐，它有一些叫剩磁，就是局部地区，它不是说整体是一块大的磁铁，它局部地区有一些，也分布了一些小型的这些，有磁的区域，这些区域我们也很关注，对于火星它是如何形成演化。其实周老师之前也跟我聊过，火星有个南北不对称性的问题，特别有意思。

周炳红：那现在先讲了，我们如果看火星地图，它就是会发现南北很不对称。

袁岚峰：你是说火星的外形上就能看出来不对称？

周炳红：你看如果是有等高线的。

袁岚峰：那它像个鸭梨一样的。

周炳红：它在北极，你看北边一大块是蓝色的，很深色的，表示它那里高度很低，比平均高度，那个球它是陷下去的，在赤道附近是隆起来的，包括阿尔卑斯山它都是隆起来的。

袁岚峰：您是说那个奥林匹斯山吧。

周炳红：对，奥林匹斯山。都是一片深色的，红色的就是在赤道附近，火星赤道附近。那么这个起源是什么？其实也跟后面两颗卫星也有关系，就是说这卫星有可能又是我那个专业小天体撞击起源的。它在北极那撞了一下。

袁岚峰：其实那两颗卫星本来是火星的一部分是吧？

周炳红：对，它其实是有一颗接近1000公里的小天体撞击的，在40多亿年前可能42亿或者43亿，火星刚形成不久，在北极撞了一下，所以北极那边就浅了一块，然后它飞出去了。那时候其实会形成一个火星环，有些就掉到赤道附近，然后有些慢慢地就凝结成一个，聚集成一个小的卫星，火星的卫星。

袁岚峰：但是这个卫星还是非常不规则的，跟个土豆似的。

周炳红：对，现在还有两个就是10公里左右的，几十公里的卫星，其实中间会有一些更大的卫星，但是它在潮汐力的作用下不停的往下掉，然后碎了再全部掉到赤道附近。当然这是一个猜测，也需要如果能采样什么的，近地更仔细地探测来证实这些猜想。

袁岚峰：这又让我想到，我们当初搭乘俄罗斯火箭那次失败了，其实那个火箭主任务叫做，去福布斯（Phobos）的，福布斯-土壤号。福布斯就是火卫一嘛。

刘勇：火星这两个名字也很有意思，它一个叫福布斯，翻译成中文应该是恐惧、害怕，然后另外一个叫得摩斯（Deimos），那个也是害怕，后来我查了一下，福布斯是战斗，他们都是战神的儿子，福布斯是战斗中的害怕，然后迪得摩斯是战斗前你会感到紧张。所以这个火卫一和火卫二，这个名字就对应着这个来了。

周炳红：火星就叫战神，火星就叫Mars。

袁岚峰：当初我们的福布斯-土壤号，它的主任务就是说要去落福布斯对吧？在那上面落然后取样返回，这看起来是个非常神奇的任务，你还没有从火星取样返回，你就要从火星的卫星取样返回了，但是其实这是个有点投机取巧的任务，因为从火星的卫星返回是非常容易的。

刘勇：对，相对容易多了。

袁岚峰：因为卫星那么小，它几乎都没引力是吧？真正的困难是落下去，因为它没有引力。

刘勇：落准了是很难。

袁岚峰：你都很难让它吸住你。

周炳红：实际上你是蜻蜓点水沾一下。

袁岚峰：你要离开它是非常容易的，你要固定在上面反而是很困难的。所以如果它真的落上去了，它应该很容易回来。唯一的问题只是它刚从地球一出发，然后就失去控制了。

刘勇：是，后来还留了个笑话，说我们本来要去天津的，二环都没出就掉下去了。

袁岚峰：这是很可惜的事情，但是俄罗斯好像现在是跟欧盟合作，又做了一个火星的项目是吧？

周炳红：对。

袁岚峰：那个是什么时候发射？

周炳红：就是那个，就是今年没发射那个。

袁岚峰：好吧。

周炳红：所以应该两年之后，他们还要发射。

袁岚峰：就是欧盟那个已经跟俄罗斯合作了是吧？然后他们那个也是要去火星的卫星吗？

周炳红：这个是去火星，要着陆火星。

袁岚峰：但是我印象中俄罗斯好像还有一个要去落火星卫星的。

刘勇：俄罗斯是有落火星的情结的，好像第一次成功的降落，他们宣称，他们一直认为他们是第一个落火星的，但那玩意落下去之后几秒钟就挂掉了。

袁岚峰：他传了一张照片，都没传完，然后大家看到的是一张传了一半的照片。

刘勇：很神奇。

周炳红：现在是日本有一个明确的，要去火星卫星上采样的。

刘勇：日本好像现在特别热衷于去小天体。

袁岚峰：对，那个隼鸟号，然后隼鸟二号。

周炳红：因为他们有独特的很小推力的电推进技术，已经得到验证了。

袁岚峰：他们是发挥自己在这方面的优势。

周炳红：对，电推进推力小，但是工作时间长，也很灵活，所以他们就去了两次小天体采样。

袁岚峰：他就很适合去落这种没有什么引力的小天体。对别人来说是个困难。

周炳红：对它来说是个优点，日本的精密机械很好，所以它电推进技术很发达，目前世界上做的最好的。

袁岚峰：《柯南》有一集就是讲隼鸟号从外面取样返回，然后有恐怖分子劫持了，要砸到东京的一个大厦上，他如何去解决这个问题，你看日本人对隼鸟号是非常自豪的，这是他们的一个国宝了。

袁岚峰：我们下一个问题是说地球到火星有这么远，那我们这个探测器到底是怎么去控制它的，还有信息到底是怎么传回来的？

刘勇：这些现在都有比较成熟的技术，一个是深空的测控，就是我们要准确的测火星的位置，这个飞船的位置在哪里？跟火星的相对位置在哪里，有多远？这个也得要测得很精确，轨道要测得很精确，这样我们才能开始往下落，现在有项技术叫做 VLBI。

袁岚峰：甚长基线干涉是吧？

刘勇：对。

袁岚峰：Very Long Baseline Interferometry。

刘勇：我前两天刚刚把这个学会。然后还有数据传输是另外一套体系，是叫深空的通信网，有特别大的那种70米口径的那种锅，那个天线就是用来跟深空进行通信的。

袁岚峰：那个是在我们国内的吗？

刘勇：国内有。

周炳红：就在北京边上，在武清，直径70米的天线，这也是第一次使用。

袁岚峰：那我们这次有没有同时借用其他国家的。

刘勇：应该有，我的印象中是有。

周炳红：借了很多，那个火箭上，他当时发射在火箭上就标了好多这个ESA、阿根廷、西班牙都标了他们航天局的字母在上面，就是因为用到了他们的测控站，因为我们国家的海外测控站是数量不够的，我们只是在阿根廷有一个，所以阿根廷的也标了，是因为我们的测控站放在他们那，可能也用了他们本身的自己的一个测控站。因为这个地球是圆的嘛，如果我们转到没对到火星的时候，我们就没法测控。

所以特别是欧洲，欧洲是互补性最强的，美国不给我们。美国没有，美国其实它是全球都有的。那么主要的我们没有的地方，其实也从这种政治里面也能看出来，我们在澳大利亚没有，在欧洲有，澳大利亚在南半球刚好跟我们纬度差不多。

袁岚峰：他如果有的话对我们倒是挺有帮助的。

周炳红：对，还有在非洲那边，还有就是在赤道上美洲附近，欧盟他们都有，欧盟是有比较完全的深空测控网。

袁岚峰：去年我和周老师直播“嫦娥五号”的时候，周老师就提到过说如果你要问中国的月壤样品会分给哪些国家，其实你明显就能看出来，谁给我们提供了测控的帮助，一个是西班牙，还有一个是谁来着？

周炳红：还有一个是法国。

袁岚峰：所以你看实际上这是老搭档了。

周炳红：对。

袁岚峰：像这种航天活动，本来就应该是全世界所有国家大家有条件都来帮忙。

周炳红：所以我们国家的话它怎么办呢？在国内的时候我们就在东端起一个城市，就是黑龙江的佳木斯，在西端就是我们鸡的尾巴，在应该是新疆的喀什，在喀什有4个35米的测控天线。

袁岚峰：所谓这个深空测控网其实就是这些大锅的这么一个网是吧？

周炳红：对，很大的天线都是几十米的。

袁岚峰：然后甚长基线干涉，我也来解释一下，它实际上指的是由这些望远镜的阵列组成的一个，再把它们整体当成是一个大的望远镜来用，对吧？因为它随着地球自转，它们会扫过一个很大的面积，几乎相当于整个地球的面积。实际上这是一个非常重要的技术，比方说2019年给黑洞拍照，它就是用到甚长基线干涉的技术，这样的话等于集中了全球所有的这些大口径望远镜的力量，你才能拍到一个那么离我们那么远那么模糊的一个像。所以这个结论就是说我们探测器的遥控信息回传，实际上是全世界所有国家都来帮忙，除了美国之外。

刘勇：其实我是觉得在这个事情上就应该国际合作，这个都是我们是为人类在探索外太空，所以这应该是集中全人类努力的，所以我是在美国学习，我当时在那个时候正好是赶上这个法案的通过。

袁岚峰：禁止跟中国航天合作。

刘勇：然后我们当时要跟美国人合作写文章的话，还要一定要有第三国参与。

袁岚峰：只有中美两国是不行的，还必须加上一个是吧。

刘勇：加个德国人或者加个日本人。

袁岚峰：如果我们要解读这个探测器从火星传回的数据和照片，我们要怎么来解读，要用到什么技术？

刘勇：事实上卫星数据处理是一个很大的一个，我前面讲过一段就是所谓data mining。首先这个数据，比方说就像我们这张桌子，我们要成像，我们一定要先拍一下，我们可能看到的是一张桌子，当我们看到周围的对比强烈的地方或对比不强的地方，相对我们要把这个东西都给给出来，我们要有一个原始的东西来给它标定。这是要在地面上先做试验的，就是我拍一个桌子要像一个桌子。

袁岚峰：要做一个1:1的模型。

刘勇：对。我这个数据处理的程序，能够根据我拍的影像，把这个图，把这个东西的图像反演出来。这是第一步。

袁岚峰：火星上确实有个地方长得像个人脸，然后引发了大量的阴谋论。

刘勇：对。或者说那个地方是一个河道，然后我们要跟已知的信息进行标定，还有仪器和仪器相互要进行标定，所有这些标定做好了，最后我们才能把最后的图像展示给大家。

我觉得这是航天探测中，一般人很少会涉及到，一般都是说火箭飞船什么时候可能会任务失败，像这个地方做不好，也是我们没有最大限度地利用我们的探测结果。

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背景简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

责任编辑：孙远