剑走偏锋，日本绕开火星“本星”登陆探测火卫一有何挑战？

2020无疑是个火星年，阿联酋、中国和美国先后发射探测任务。日本剑走偏锋，宣布将在2024年挑战火星的两颗卫星，并登陆火卫一（Phobos）后采样返回。

与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）合作该项任务、负责漫游车结构和移动系统开发这一重任的德国航天中心（DLR）近日披露，工程师们已经开发出了漫游车的初版模型，正在不来梅进行初始的登陆试验。

火星的两颗卫星，火卫一在内侧，体积较大，约27公里X22公里X18公里；火卫二在外侧，平均半径为6.2公里。

这两个太阳系中的“小不点”有何探测价值？德国航天中心表示，它们的起源是个科学难题。两颗卫星可能是被火星捕获的小行星，也可能是由一个较大天体与火星相撞形成的。火星、火卫一、火卫二系统的形成机制将帮助我们深入了解太阳系中的行星起源。

作为日本火星探测任务MMX的一部分，火星车计划于2024年发射成空，2025年进入火星轨道。火星车的着陆时间则安排在2026年底或2027年初，落地后，它将花费约100天详细分析火卫一的表面特性。

火卫一上的引力只有地球上的千分之二，25公斤重的漫游车在约40至100米高度处以自由落体的方式着陆。德国航天中心的工程师表示，一个特别的挑战是，自由落体的漫游车可能以任何方向落地，其落地的确切位置也充满了偶然性，可能会撞到岩石。

此外，火卫一上的极端温差也是个挑战。火卫一一日绕火星三圈，每次昼夜循环，它的表面温度都会从零上50摄氏度降至零下150摄氏度。而探测器的内部必须保持相对恒定的温度以确保科学测量的质量。

日本曾是继苏联和美国之后，地球上第三个向红色星球发起冲击的国家。1998年，日本发射“希望号”（Nozomi）火星轨道器，计划长期调查火星高层大气及其与太阳风的相互作用，跟踪逃逸气体。但因发射不久后发生故障，“希望号”最后没有足够燃料进入目标轨道。1999年，“希望号”与火星擦肩而过。2003年，日本正式放弃修复“希望号”。

这五年间，不断尝试调整、希望继而失望的过程无疑令人心累。今年2月，日本绕开了火星“本星”，宣布将探测它的两颗卫星Phobos和Deimos。

如果成功，日本将成为这条赛道上的破纪录者。要知道，早在1988年，苏联就曾连续发射两个火卫一轨道探测器，均以失联告终。2011年，俄罗斯再次尝试挑战火卫一，变轨失败，赔上了与之捆绑发射的中国第一个火星探测器“萤火一号”。

日本这次提出采样返回计划，受到了“隼鸟2号”（Hayabusa2）成功的鼓舞。该探测器曾在2019年2月成功登陆距离地球约3.4亿公里的小行星“龙宫”，采集表面样本并发现了水合矿物质。同年4月，“隼鸟2号”向“龙宫”发射了一枚金属弹，将地下物质撞击出来。随后，它再次登陆小行星并采集到地下样本。这些样本预计在今年12月返回地球。

值得一提的是，日本火卫探测计划的合作阵容与“隼鸟2号”相同，德国航天中心、法国空间研究中心（CNES）、美国国家航空航天局（NASA）都参与其中。