新華社上海8月24日電 題：探月之后 出征火星——專訪中國(guó)月球探測(cè)工程首任首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士

新華社記者王琳琳、劉暢

隨著人類深空探測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)火星的探測(cè)已成航天大國(guó)追逐的目標(biāo)。

火星上是否存在生命？“火星移民”可以實(shí)現(xiàn)嗎？人類能在火星上建起“第二個(gè)家園”嗎？強(qiáng)人工智能將在“火星基地”建設(shè)中發(fā)揮什么作用？中國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃進(jìn)展如何？

２０１７上海書(shū)展期間，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)月球探測(cè)工程首任首席科學(xué)家、《火星科學(xué)概論》主編歐陽(yáng)自遠(yuǎn)接受了新華社記者獨(dú)家專訪。

在紅色的星球上，能實(shí)現(xiàn)藍(lán)色的夢(mèng)嗎？

“月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，人類探測(cè)和登陸月球，只是跨出了門(mén)檻，我們始終沒(méi)有到達(dá)更廣闊的太陽(yáng)系空間。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)。探月工程技術(shù)積累和火星觀測(cè)研究讓人類具備了“離開(kāi)自己搖籃”的能力。

太陽(yáng)系中，金星和火星是離地球最近的兩大行星。各國(guó)航天機(jī)構(gòu)均將探測(cè)重點(diǎn)瞄準(zhǔn)火星。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)認(rèn)為，火星最像地球：

第一，人類已經(jīng)找到火星有液態(tài)水的記錄，干涸的河道、湖泊，火星北半球的海洋盆地，陡坡塌方引起地下水涌出形成的沖積扇。最新研究顯示，火星上的水可能隱藏在地下。

第二，中國(guó)科學(xué)家林楊挺團(tuán)隊(duì)關(guān)于火星隕石碳同位素研究認(rèn)為，火星歷史上可能存在生命。

第三，火星有四季變化，火星上一天與地球上一天相近。

但是，火星與地球相比，自然環(huán)境十分惡劣：火星表面非常干燥、年平均溫度零下六七十?dāng)z氏度、火星大氣稀薄、氣壓只有地球上的百分之一。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)，把火星改造得宜居可能還需要長(zhǎng)時(shí)間努力。

據(jù)介紹，改造火星可能會(huì)實(shí)現(xiàn)，人類已提出一些改造火星的初步設(shè)想和行動(dòng)方案。

首先，人為增加火星大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度，增強(qiáng)火星大氣層溫室效應(yīng)，提高火星表面溫度，使火星極區(qū)干冰升華和水冰融化，干冰升華增加大氣層二氧化碳濃度，持續(xù)提高火星大氣壓；其次，極區(qū)水冰融化和地下水排出可在火星赤道區(qū)域保證水的自由流動(dòng)，用于農(nóng)業(yè)灌溉；再次，引種適宜在火星生存的植物，產(chǎn)生氧氣，改變火星大氣組分，建立火星表面生態(tài)環(huán)境，為在火星上自由行走提供條件；而后，建立“火星基地”，開(kāi)展農(nóng)牧業(yè)，實(shí)現(xiàn)糧副產(chǎn)品自給，建設(shè)能源和原材料工業(yè)設(shè)施，建設(shè)人類生活基礎(chǔ)設(shè)施；最后，實(shí)施火星旅游或移民。

火星土壤里有很多紅色赤鐵礦，由于地表氣壓低、風(fēng)速大，火星表面經(jīng)常出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)，區(qū)域性沙塵暴有時(shí)引起全球性紅色沙塵暴，使火星看起來(lái)像紅色星球。研究發(fā)現(xiàn)，火星北半球曾存在干涸的巨大海盆，很早以前應(yīng)該有河流和湖泊，后來(lái)由于某種原因，有些水逃逸進(jìn)入太空，有些水轉(zhuǎn)入地下。

“通過(guò)改造火星，把這些地下水引出來(lái)，讓火星變成像地球一樣生機(jī)勃勃的藍(lán)色星球。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)。

人類要建“火星基地”，什么樣的機(jī)器人能完成任務(wù)？

在歐陽(yáng)自遠(yuǎn)看來(lái)，為人類移民火星發(fā)揮實(shí)質(zhì)性作用的，可能是一批基于強(qiáng)人工智能的機(jī)器人。

人工智能已廣泛應(yīng)用于探月工程。中國(guó)的月球著陸器在軟著陸月面時(shí)，拍攝了４７００多張照片，通過(guò)分析這些照片，著陸器自主選擇能讓“四條腿”安全著陸的區(qū)域。“月球表面坑坑洼洼，著陸區(qū)附近有數(shù)萬(wàn)個(gè)撞擊坑，將照片傳回地球、再由地面發(fā)指令傳回月球車(chē)，有明顯時(shí)間延遲，就得依靠人工智能。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)。

他認(rèn)為，深空探測(cè)中人工智能的應(yīng)用目前仍處在基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等弱人工智能的階段。而在改造火星、建造火星基地的過(guò)程中，強(qiáng)人工智能機(jī)器人將是一股非常強(qiáng)大的力量。

由于相距遙遠(yuǎn)，火星探測(cè)器與地球的交流需要１５－２０分鐘。如在火星探測(cè)器上配備強(qiáng)人工智能技術(shù)，機(jī)器人可以協(xié)助航天員完成一系列操作和實(shí)驗(yàn)，還可通過(guò)初步勘探，發(fā)現(xiàn)最有價(jià)值的觀測(cè)點(diǎn)，輔助航天員決策。

在改造火星初期，人類將在火星上建起密閉式“火星基地”。“火星表面氣壓低、寒冷，人要穿很重的航天服工作，呼吸、行動(dòng)、體能都是問(wèn)題，必須依靠強(qiáng)人工智能機(jī)器人，完成原料制造、設(shè)備搬運(yùn)、基地建設(shè)、基地密閉艙環(huán)境調(diào)控等復(fù)雜任務(wù)。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)。

中美探測(cè)計(jì)劃兩條路徑，中國(guó)的“天地協(xié)作”優(yōu)勢(shì)在哪？

據(jù)歐陽(yáng)自遠(yuǎn)介紹，中國(guó)開(kāi)展火星探測(cè)的可行性論證與探月工程幾乎同步。中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)于２０１６年４月正式立項(xiàng)，計(jì)劃在２０２０年實(shí)現(xiàn)火星軌道器環(huán)繞探測(cè)和火星車(chē)軟著陸巡視探測(cè)。美國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃借助“好奇號(hào)”火星車(chē)將配有高精度儀器的實(shí)驗(yàn)室搬到火星。中國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃則是火星軌道器＋火星車(chē)的“天地組合”協(xié)同工作。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)解釋“天地組合”，即火星軌道器在“天上”圍繞火星運(yùn)行，通過(guò)環(huán)繞遙感探測(cè)，對(duì)火星表面和大氣進(jìn)行綜合性調(diào)查，包括火星大氣層成分與結(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(chǎng)特征等。而火星車(chē)通過(guò)軟著陸巡視探測(cè)，可獲得著陸區(qū)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(cè)數(shù)據(jù)，為火星資源環(huán)境研究提供基礎(chǔ)性資料。

完成第一次火星探測(cè)任務(wù)后，中國(guó)還將發(fā)射火星探測(cè)器，在火星表面著陸后鉆孔取樣，取得火星巖心樣品，再把樣品裝入返回艙，從火星表面起飛，將樣品帶回地球，進(jìn)行系統(tǒng)分析，深化人類對(duì)火星成因和演化歷史的認(rèn)識(shí)。

探月工程提升了中國(guó)深空探測(cè)整體實(shí)力，培養(yǎng)了一批經(jīng)驗(yàn)豐富的專家。中國(guó)已瞄準(zhǔn)更遠(yuǎn)的深空。

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