火星，一顆充滿神秘魅力的紅色星球。從遙遠的古代起，就引起人們無限遐想。最開始，人們覺得它熒熒似火哦，行蹤不定，意味著不詳：在中國有“熒惑”的說法，在西方它則代表著好鬥的戰神。而近現代的科幻小說和影視作品裡，早期科幻作家筆下，火星文明也帶有好戰色彩——《火星女王》《火星人入侵》《世界大戰》等經典作品裡，火星人是外形誇張的入侵者形象。隨著科技發展和太空探索的展開，我們瞭解到火星上並不存在高等文明，但它與地球的近鄰關係，又讓科幻作品裡出現了不少登上火星的絢麗幻想——我們熟悉的《火星救援》《火星編年史》中就詳盡地描繪火星改造細節乃至恢弘移民殖民史。
人類的想象力為何如此偏愛這顆行星？或許羅伯特·祖布林（Robert Zubrin）的科普著作《趕往火星》給出了一個合理的解釋——在我們太陽系內的地外天體中，火星獨一無二，只有它擁有全部原材料，不僅可供生命存活，還能支援一個人類文明的新分支。火星探索和科研的資料表明：火星富含碳、氮、氫和氧，而且它們存在的形式從生物學上說都很容易利用，比如二氧化碳氣體、氮氣、水冰和永久凍土。如果火星表面很平坦，而所有冰和永久凍土融化成液態水的話，那整顆行星都會被超過100米深的海洋覆蓋。火星上有大量氘可用作核聚變反應堆燃料。在火星上，大氣層的厚度足以遮蔽太陽耀斑，保護植物在地面上生長……火星真有足夠條件成為人類的下一個家園。
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這樣的探索發現不僅調動了科幻作家們的創作激情，也激勵著各國航天科學家進一步去探索開掘火星背後的魅力。2021年5月15日，我國自主研發“天問一號”探測器成功著陸，祝融火星車將開啟它的“自主巡視”之旅，為火星傳奇史又增添了一道獨特的中國神話風景。
針對火星的複雜情況，祝融號的外觀和設計都較以往的火星車有了較大提升。由於火星距離太陽更遠，這裡的太陽能密度僅為地球附近的4成左右，對太陽能帆板收集能量的要求極高。祝融號使用了4片巨大的由三結砷化鎵構成的“蝴蝶型”太陽能電池陣列，確保足夠能量供應。同時，火星上動輒有大規模的沙塵暴，會對太陽能收集效率產生巨大影響，甚至直接影響火星車工作壽命。透過防塵塗層技術，祝融號表面的抗沙塵能力大幅提高。當然，如果遭遇曠日持久的全球沙塵暴，它也會先進入休眠狀態，先躲過“風頭”再說。火星表面空氣極其稀薄，保溫效應有限，晝夜溫差極大，白天可達20攝氏度、夜晚卻能低於零下100攝氏度，這對於不少儀器將是巨大挑戰。一方面，祝融號必須在夜晚“熄火”休眠；另一方面，它也採用了納米級氣凝膠和正十一烷集熱窗等溫控技術，確保安全無虞度過長夜極寒。祝融號的機身被設計成了可升降的主動懸架結構，能夠自由轉向，六個輪子均獨立驅動，多輪懸空的條件下依然能自由移動，是一輛不折不扣的“火星變形小金剛”。在極端地形中，祝融號還能重新設計輪子驅動方案以實現“蠕動”“蟹行”和“踮腳”等複雜機械操作，以提高駕駛安全性，增加它可以探索的地形區域。
除了常規的通訊、能源、⽀撐結構、動⼒系統等部分，祝融號上的科學載荷主要有六種：分別是多光譜相機、次表層探測雷達、⽕星表⾯成分探測儀、⽕星表⾯磁場探測儀、⽕星⽓象測儀、地形相機。它們共有五⼤使命，主要涉及⽕星空間環境、地表形貌特徵、⼟壤表層結構等研究。最為核心的科研目標是捕捉火星表面影像，透過導航地形相機，它會給我們傳回火星表面華麗蒼涼的景象；透過多光譜相機，可以詳細分析地形、地貌和地質的具體情況，這些岩石土壤光譜資料也能助力科學家研究火星表面演化的歷史和未來。同時表面成分探測儀則透過微成像相機將砂石放大到頭髮絲般粗細的微米級，鐳射誘導擊穿光譜儀更能在數米外用鐳射把岩石成分燒蝕成等離子體，利用有“遠端顯微鏡”之稱的短波紅外光譜顯微成像儀進行分析。研究者們能從這些分析資料中更好地瞭解火星表面土壤岩石的成分。此外，透過次表層探測雷達，我們能利用“火眼金睛”一探火星土壤和淺層地下的結構，找尋那裡暗含的奧秘；火星沒有全球覆蓋的穩定磁場，但表面卻存在支離破碎的偶極磁場，暗含著火星曆史演化的痕跡，這些需要表面磁場探測儀大展身手；而氣象測量儀，則能為祝融提供各種氣象條件，讓我們瞭解這顆神秘行星的“呼吸脈絡”。祝融號工作期間，天問一號的環繞器會一直緊張忙碌為它服務，轉發各種科研資料迴歸地球，同時向它轉發來自地球的指令。同時，環繞器中的解析度相機、高解析度相機、次表層探測雷達、礦物光譜分析儀、磁強計、離子與中性粒子分析儀、能量粒子分析儀等儀器也會協同祝融號進行進一步的科研工作，在多種軌道高度對火星進行整體性、全球性、綜合性研究。
相信不久以後，祝融號火星車和仍在持續工作的“天問一號”環繞器將為我們傳回更多來自火星的驚喜發現，為我們的科幻腦洞帶來更多科學積澱。它們成功著陸火星不僅是人類火星探索史上沉穩而堅定的一個足跡，更是令我們幻想更加絢爛綻放的有力支撐。
作者：艾思齊
