探月之后 出征火星

火星，地球軌道外的第一個(gè)行星，千百年來人類最為關(guān)注的星球之一。隨著人類深空探測技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來，各航天大國對(duì)火星的探測熱情已經(jīng)超越了月球。

近日，《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者獨(dú)家專訪了中國月球探測工程首任首席科學(xué)家、《火星科學(xué)概論》主編歐陽自遠(yuǎn)院士，圍繞時(shí)下人們最為關(guān)注的火星問題，揭秘探月之后，人類將如何出征太陽系中的“下一站”——火星。

紅色的星球：藍(lán)色的夢

“月球，是地球唯一的天然衛(wèi)星，人類探測和登陸月球，最多只是跨出了自己的門檻，但我們始終被地球控制著、沒有到達(dá)過更廣闊的太陽系空間?！睔W陽自遠(yuǎn)說，然而如今，人類長大了，探月工程的技術(shù)積累和人類對(duì)火星的觀測研究讓我們具備了“離開自己搖籃”的能力，是時(shí)候去太陽系中看看地球的“姐妹”了。

在太陽系中，金星和火星是離地球最近的兩大行星。為何各國航天機(jī)構(gòu)都將探測重點(diǎn)瞄準(zhǔn)在火星？歐陽自遠(yuǎn)認(rèn)為，因?yàn)榛鹦亲钕竦厍颉?/p>

第一，人類已經(jīng)找到了火星曾有液態(tài)水活動(dòng)的記錄：干枯的河道、湖泊，北半球的海洋盆地，陡坡塌方引起的地下水涌出形成的沖積扇。最新研究認(rèn)為，火星上的水很可能大量隱藏在地下。第二，中國科學(xué)家林楊挺團(tuán)隊(duì)關(guān)于火星隕石碳同位素的研究揭示，歷史上火星很可能曾經(jīng)存在過生命。這一研究是迄今能夠證明火星上可能有過生命活動(dòng)的最有力證據(jù)。第三，火星也有四季變化，火星上的一天跟地球上的一天相近。因此，火星是目前公認(rèn)的最有望改造成適宜人類生存的行星。

不過，火星的自然環(huán)境與地球相比依然十分惡劣。例如，火星表面非常干燥、年平均溫度零下六七十度、火星大氣很稀薄、氣壓只有地球的百分之一……因此，歐陽自遠(yuǎn)預(yù)測，把火星改造成宜居星球可能還需要多個(gè)世紀(jì)的不懈努力。

“我們的目標(biāo)是，通過改造火星，把這些地下水引出來，讓火星變成一個(gè)像我們地球一樣的生機(jī)勃勃的藍(lán)色星球，使地球、火星成為人類持續(xù)發(fā)展的姐妹共同體。”歐陽自遠(yuǎn)說。

火星基地：強(qiáng)人工智能將是主力

由于距離火星太遠(yuǎn)，火星探測器與地球之間的交流可能需要15至20分鐘，通信延遲非常嚴(yán)重。因此，在歐陽自遠(yuǎn)看來，為人類移民火星打前哨并將發(fā)揮實(shí)質(zhì)作用的將是一批基于強(qiáng)人工智能的高智能機(jī)器人，可以自主獨(dú)立做出分析判斷，而不是浪費(fèi)太多時(shí)間等待地球發(fā)來的指令。

在目前人類的探月工程中，人工智能的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。比如，中國的月球著陸器在軟著陸月面時(shí)，就拍攝了4700多張照片，通過分析這些照片，著陸器可以自主選擇一個(gè)能讓自己的“四條腿”安全著陸的平面?！霸虑虮砻婵涌油萃荩谥懫髦憛^(qū)附近也有數(shù)萬個(gè)撞擊坑，在哪里著陸，身處地球的人類根本來不及指揮，因?yàn)閷⒄掌瑐骰氐厍?、再由地面發(fā)出指令傳回月球車有明顯的時(shí)間延遲，這就要依靠人工智能?！睔W陽自遠(yuǎn)說。

不過歐陽自遠(yuǎn)認(rèn)為，目前，深空探測中人工智能的應(yīng)用并不高級(jí)，還處在基于計(jì)算機(jī)視覺、語音識(shí)別、自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等弱人工智能的階段。不遠(yuǎn)的將來，人類宇航員將登陸火星，開發(fā)出強(qiáng)人工智能的機(jī)器人就變得非常有用了。

如果在火星探測器上配備強(qiáng)人工智能技術(shù)，機(jī)器人就可以協(xié)助宇航員執(zhí)行任務(wù)、完成一系列航天操作和實(shí)驗(yàn)。此外，當(dāng)人類無法預(yù)測在何時(shí)或何地會(huì)有新發(fā)現(xiàn)時(shí)，機(jī)器人還可以通過初步勘探，告訴人類最有價(jià)值的觀測點(diǎn)，輔助宇航員做決策。

此外，在改造火星初期，人類將在火星上建起一個(gè)個(gè)巨大的密閉式火星基地。“人是沒辦法做這件事情的，火星表面氣壓低、寒冷，要穿很重的宇航服工作，呼吸、行動(dòng)、體力都是問題，所以必須依靠擁有強(qiáng)人工智能的機(jī)器人，明確分工、準(zhǔn)確高效地協(xié)作完成從原料制造到設(shè)備搬運(yùn)、基地建設(shè)，再到基地密閉艙環(huán)境調(diào)控等一系列復(fù)雜任務(wù)。”歐陽自遠(yuǎn)說。

天地協(xié)作：“火星軌道器＋火星車”組合工作

目前，人類對(duì)火星的探測有40多次。其中，2011年美國發(fā)射了“好奇號(hào)”火星探測器，2012年8月，成功登陸火星表面。

歐陽自遠(yuǎn)介紹，實(shí)際上，中國開展火星探測的可行性論證幾乎與探月工程同步。中國首次火星探測任務(wù)于2016年4月正式立項(xiàng)，計(jì)劃在2020年通過一次發(fā)射，實(shí)現(xiàn)火星軌道器環(huán)繞探測和火星車軟著陸巡視探測。

中國的火星探測計(jì)劃有哪些亮點(diǎn)呢？歐陽自遠(yuǎn)認(rèn)為，美國的火星探測計(jì)劃是借助“好奇號(hào)”火星車將一個(gè)配有高精度儀器的巨大實(shí)驗(yàn)室搬到火星，而中國的火星探測計(jì)劃更側(cè)重“火星軌道器＋火星車”組合協(xié)同工作。

歐陽自遠(yuǎn)解釋，火星衛(wèi)星在天上圍繞火星運(yùn)行，通過環(huán)繞遙感探測，可以對(duì)火星表面和大氣進(jìn)行綜合性全面調(diào)查，包括火星的大氣層成分與結(jié)構(gòu)、全球形貌、土壤分布、表面物質(zhì)成分、巖石類型、地質(zhì)構(gòu)造、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地下水的全球分布、火星表面環(huán)境變化和火星磁場特征等?；鹦擒囋诘孛嫔线\(yùn)行，通過軟著陸巡視探測，可獲得著陸區(qū)的氣象特征、地形地貌、火星地質(zhì)構(gòu)造、表面巖石類型、土壤種類和地下水分布等巡視探測數(shù)據(jù)，為火星資源環(huán)境和科學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料。

記者 王琳琳 劉暢 上海報(bào)道