询天问火 火星回答了我们什么？

自天问一号探测器顺利进入大椭圆环火轨道、祝融号火星车成功着陆火星北半球乌托邦平原的南部预选着陆区，已经过去了3年多的时间。几年来，它们获取了哪些宝贵的科学数据？帮助我们解开了哪些关于火星的谜团呢？

有没有水？

2015年9月，美国科学家通过火星轨道探测器获取了火星表面有液体流动的影像证据。

我国科学家在分析祝融号的探测数据时，也有了相关的重大发现：祝融号在着陆区附近探测时所走过的岩土，与火星表面常见的火山岩之间存在明显差别，其层理结构不像是由多年风沙沉积所形成的，反而具备了许多水流冲刷地貌的特点。科学家推断，这些岩石可能形成于北部乌托邦平原古海洋的海退过程，这一推论很好地支持了火星北部曾经存在过古海洋的假说。

除此之外，由于地面像一层硬壳，祝融号在火星行走的初期，出现过车轮打滑的情况。对获取的数据进行光谱分析后，人们推测这与地面的岩石结构有关，火星地表岩石可能含有水合二氧化硅或含水硫酸盐，这些物质都需要大量的液态水才能形成。

随着探测的不断深入，祝融号发现周围的沙墙上也存在着各式各样的裂纹，这些裂纹很像液态水蒸发后留下的痕迹，或是大气中的水汽在霜降与降雪过后，在岩土上留下的痕迹。

综合分析这些探测数据，科学家推演出了火星沙丘表面特征的演化模型，对数百万年前火星的气候条件有了新的推测。

吹吹北风

火星上常年风沙肆虐，岩土遍布，形成了许多不同形态的风沙地貌。

在祝融号的着陆区中，有一种典型的风沙地貌——横向风成脊（在横风的作用下，经过多年变化形成的，突出地面如同山脊的结构）。它的形成过程与火星上的风力、风向等因素密切相关，是科学家研究火星气候特征的重要对象，可以帮助人们推测火星的古气候环境。

科学家通过计算祝融号着陆区横向风成脊的脊线、顺风剖面和风成床的形态特征，惊喜地发现，其与地球上存在的巨型沙波纹形态参数较为相似。更有趣的是，火星上横向风成脊的两翼方向指向南方——只有在北风之下才能形成这样的形态。综合祝融号测量到的火星风场信息，我们可以推断，火星上古时期也许时常刮起北风。

 祝融号与着陆平台合影 （图片来源 / 中国载人航天工程办公室）

有点冷！

除了风向，祝融号还一路测量了风速、温度、气压等信息：白天，它身边的风速在2米/秒～6米/秒，最大可达10米/秒（根据《风力等级》国家标准，5级风的风速为8米/秒～10.7米/秒）。不过，火星大气十分稀薄，只有地球的约1%，若将火星的风换算到地球上来，其风力要小上不少。

但火星的温度并不像风力那样“和善”。祝融号记录的温差接近90摄氏度。想要在这里获取液态水，还是要经受相当严峻的考验。

随着火星的季节变化，祝融号周围的气象环境也随之改变。在火星北部，自春季到夏季，地表的温度和水汽的含量增加，局部气压升高，大气中所包含的尘埃质量增大，这些规律都与地球类似。

祝融号行驶的车辙清晰可见（图片来源 / 中国载人

航天工程办公室）

作为火星探测任务的另一个重要部分，天问一号的轨道器一刻不停地在火星上空“巡逻”，源源不断地为科学家提供火星研究数据。

火星能量粒子分析仪

太空环境充斥着大量太阳高能粒子，对宇宙环境和载人航天、深空探测等空间任务都影响巨大，因此，理解太阳高能粒子的加速与传播机制是相关研究的重要课题之一。

天问一号火星能量粒子分析仪在距离地球附近航天器数千万公里的地方，观测到了来自相同源区的太阳高能粒子，该探测成果帮助人类更好地理解太阳高能粒子沿磁力线在行星际空间的传播情况。

助力火星日凌研究

火星日凌是指地球、火星运行至太阳两侧，且三者近乎处于一条直线的自然现象。火星日凌时，相关探测器发射的无线电信号会受到太阳电磁辐射的干扰，出现强度和频率的变化，而这种变化可以帮助科学家反向推演太阳的活动情况。

天问一号在火星日凌期间，获取了大量具有关键特征的无线电扰动信号，让科学家更精确地推演了太阳活动时离子运动的情况。

首张火星“全身照”

2023年4月，天问一号捕捉的中国首次火星探测火星全球影像图发布，其空间分辨率达到了76米，为国际领先水平。清楚地展示了火星表面的山川、峡谷等地貌特征，为我国开展后续火星探测与科研任务打下了重要基础。

 天问一号火星探测器传回的首幅火星图像，在距离火星约 220 万公里处拍摄，采用黑白模式成像 （图源《知识就是力量》杂志） 

“劳模”天问一号

除此之外，天问一号多次穿越火星南北极区，获取了大量火星极区空间环境的重要参数；帮助科学家完成了我国首次火星无线电掩星观测实验（地外行星大气反演探测的重要手段，主要用于地外行星低层大气探测），为后续开展火星大气反演科学研究等提供了重要的技术参考。

火星探测成果也反过来促进了科技的发展：火星大气成分可作为电池反应燃料物质，制备火星电池；火星壤可用来制作纤维材料……

通过天问一号任务，我国与多个国家和国际组织开展了合作与交流，在世界各国科学家的推动下，人类对火星的认识正在不断加深。

2022 年元旦来临之际，天问一号发回图像，向全国人民致以节日问候 （图片来源 / 中国国家航天局 /CCTV+/ 视觉中国）

按计划，我国将在2028年发射天问三号，完成采集火星表面岩土样品并返回地球的任务，这是一个前所未有的伟大目标。火星的起源是什么？经历了哪些地质演化？以及最重要的问题——是否有生命存在过？相信到那时，我们将对这些问题展开更加深入的研究。