古谢夫 火星＂景点＂各有特色 ＂天问＂靠科学解决选择困难症
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国家航天局公布的天问一号探测器拍摄的高清火星影像图新华社发（国家航天局供图）
无数次的深情凝视，只为心无旁骛地投向你的怀抱。
5月15日，在环绕火星飞行探测了3个多月后，天问一号着陆巡视器终于稳稳地落在火星乌托邦平原南部预选着陆区。这个名字源于屈原《天问》的着陆巡视器，满载着中国人“九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数……”的疑问，探寻这颗红色星球的前世今生。
千万里的跋涉，只为你而来。中国火星探测的首选地为何花落乌托邦平原？火星上的高地、山脉、峡谷又是如何形成的？载人探火的选址会有所不同吗？随着火星探测事业的发展，人类对于火星的种种疑问，也将被一一解开。
是否“曾经沧海” 去乌托邦平原看了才知道
从20世纪60年代至今，火星的天幕上，便屡见天外来客。1960年至2019年，国际上的火星探测任务共有44次，但其中成功和部分成功的只有22次，是风险最高的航天任务之一。
1997年，“旅居者”号火星车在火星的克里斯平原阿瑞斯谷着陆，这是人类送上火星的第一台火星车。2004年，美国“勇气”号、“机遇”号这对双胞胎火星车先后登陆子午线高原和古谢夫撞击坑。更大、更重、功能更强的“好奇”号火星车则于2012年8月在盖尔撞击坑登陆。今年2月，美国“毅力”号火星探测器降落在火星北半球伊西迪斯平原西侧的杰泽罗撞击坑。
“陌生星球的着陆点选择，要受工程约束和科学目标的双重限制，既要有科学意义，也要易于工程实现。”中国航天科工二院研究员、国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光道出了选择火星着陆点的玄机。
“出于工程安全的需要，着陆区一般选择在赤道附近的低纬度区域，以保证火星车的太阳能电池板能获得足够的太阳光照，而且那里夏季白天温度为20多摄氏度，利于设备正常工作；第二是着陆点附近区域要平坦，尽量避免存在大块岩石，确保探测器着陆时不会倾覆；第三是着陆点海拔要低，探测器着陆的过程十分凶险，地势越低，越能为探测器着陆争取缓冲时间。”杨宇光说。
工程安全让科学探测如虎添翼。“得知成功的那一刻太激动了，要感谢这些航天工程专家，如果没有他们，我们的科学目标就没法实现。”5月15日凌晨，中国首次火星探测任务预先科学研究团队成员，中国科学院地球化学研究所月球与行星科学中心、中国科学院比较行星学卓越创新中心研究员赵宇鴳便不断刷新着各种网页，捕捉天问一号的最新动态。
赵宇鴳和她的合作者们曾围绕天问一号备选着陆区开展过地质环境的背景调查，“乌托邦平原是国际天文联合会于1973年命名的，它是太阳系中最大的撞击盆地，直径约3300千米。它地处的火星北半球，在距今约40亿年前就形成了。有一些科学假说认为，乌托邦平原曾经有海洋，并存在着与水有关的地貌特征，如严重退化或掩埋的撞击坑，这可能是由于沉积物被压实导致；分布于中纬度地区的指纹地貌，可能是冰川或火山作用形成；巨型多边形地貌，可能是由热收缩作用导致永久冻土开裂形成。但乌托邦平原的古海洋还有待进一步探测，毕竟现在人类对火星北半球的研究程度还很低”。
特殊地理、气候环境 让火星北极地质具有独特性
从太空俯视火星，这颗红色星球云集众多地质奇观。火星上的奥林帕斯山是太阳系中已知最高的火山，高约2.6万米，约为珠穆朗玛峰的3倍。
据美国国家航空航天局（NASA）分析，这极有可能是因为火星重力小，火山爆发率高，因此火星上的造山熔岩流动持续时间比在地球上长得多。
在赵宇鴳看来，“火星壳至今还没有发现板块运动的痕迹，这使得上涌的岩浆会在一个区域上不断堆积，逐渐形成单一巨大的火山”。
火星的另一项地质纪录是拥有太阳系中最深的峡谷，即靠近其赤道的水手峡谷，它长约4000千米，最深的地方为7千米，可媲美地球的东非大裂谷。“由于奥林帕斯山所在的萨希思火山省不断隆升，造成邻近区域火星壳的拉张陷落，水手大峡谷由此形成。有科学家对比了水手大峡谷两岸的岩层，发现没有发生错动。但有关火星北部平原的形成，科学界还一直没有达成共识。”赵宇鴳说。
赵宇鴳曾参与“机遇”号、“凤凰”号和“好奇”号的数据分析。她介绍，科学家发现在不同的着陆点，火星车观测到不同的局部环境，指示火星表面的地质多样性。例如，“机遇”号火星车在火星子午线高原的沉积记录中发现赤铁矿小球，科学家推测这可能是由硫酸铁氧化转变而成；“勇气”号火星车在古谢夫撞击坑发现了热泉环境；“凤凰”号在火星北极着陆点的土壤中发现了水冰、碳酸盐、高氯酸盐等；“好奇”号在盖尔撞击坑发现了流水活动的证据以及湖相沉积物。同时，受区域或全球性尘暴的影响，火星表面还广泛存在着一层成分较为均一的、富含硫和氯的火星尘埃，火星土壤的细粒组分较粗粒组分更为均一。
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