地球极客勇探火星

　　 清晨两点的极客会议室，见底的地球咖啡杯在会议桌上围了一圈
，计算机屏幕的勇探光衬托着十几双布满血丝的眼睛。但围桌而坐的火星人们却很振奋，边研读文献，极客边评论怎样有用提取数据
，地球解码火星环境。勇探

　　“那段时刻真是火星跟交兵相同。”近4年前火星科学使命攻关时的极客场景
，陈凌记忆犹新
 。地球

　　2021年5月 ，勇探我国初次火星勘探使命天问一号带着的火星“回禄号”火星车，着陆在火星乌托邦平原上，极客吹响了我国人用自己的地球深空勘探设备研讨火星的“集结号” 。陈凌等来自我国科学院地质与地球物理研讨所（以下简称地质地球所）、勇探我国科学院国家天文台（以下简称国家天文台）的科研人员也投身其间。

　　研讨人员从“地球科学极客”化身“星际解密人” ，纷繁拿出看家本领
，通过“多军种联协作战”，用我国自主数据改写了对火星环境演化的认知。近期，他们的系列打破性效果斩获2024年度我国科学院出色科技成就奖。

　　用“绝活儿”改写认知。

　　火星与地球是太阳系宜居带“唯二”的行星 。从高山峡谷到四季改变，在太阳系行星中，火星与地球共性最多 。这颗赤色星球上是否存在生命
？问题的答案令人心驰神往
 ，而火星水活动 、磁场改变等信息是重要头绪 。

　　一直以来 ，科学界对火星水活动和磁场的认知存在对立。

　　科学界普遍认为，约36亿年前的火星存在许多水活动
，尔后敏捷削减，约30亿年前简直消失；火星内部磁场约在40亿年前消失 ，后在39亿年前被从头磁化，并在约37亿年前再度消失。

　　“从曩昔的认知来看  ，磁场会维护水，磁场消失后，水也会逃逸。火星磁场反而比水消失得更早，这不合理。”陈凌说。

　　对立背面的原因是什么 ？陈凌与协作者组成多学科交融的“星际战队”，选用雷达勘探 、地貌剖析和磁场丈量等多维手法 ，构建了“地下-地表-空间”三位一体的协同系统，研讨火星多时刻尺度环境演化。

　　针对我国初次火星勘探使命中的重重难题，他们纷繁拿出“绝活儿”，各显神通，拿下火星研讨的3个“世界初次” 。

　　担任火星地下结构勘探组组长的陈凌是一名“行星CT学家” ，曾立异地震成像办法 ，解析地球大陆内部、边际造山带等区域的深部精细结构  。她的伙伴
、地质地球所研讨员张金海是一名探地雷达“暗码破译师”，长时刻处理和剖析嫦娥探月工程相关数据 。他们联手破解了行星雷达弱信号提取 、高精度成像和建模仿真等系列难题 ，让雷达不再因火星外表碎石块搅扰而成为“近视眼”，“初次”提醒了火星浅表80米内的分层结构 。这些立异办法证明
，火星在35亿年前至32亿年前曾产生大型洪水活动
，16亿年前仍有小型洪水工作产生 ，将火星水活动时刻延长了近14亿年 。

　　张金海凭仗对雷达信号的敏锐“洞察力”，进一步察觉到在30至80米深度还存在结构的横向改变。他与陈凌等剖析证明
 ，这种结构的横向改变反映了埋藏在地下的古多边形地貌特征，是32亿年前至16亿年前火星产生长时刻气候干湿、冷暖改变的见证 。

　　在火星地貌研讨方面，地质地球所研讨员秦小光和国家天文台研讨员刘建军组成了黄金伙伴。秦小光是一名古环境“侦察”，曾剖析过数万个地球沉积物样品 ，拿手通过微观特征复原古环境变迁。刘建军是一名“行星数据守门人”，从嫦娥一号至今 ，带队创立了载荷地上验证
、行星环境模仿 、载荷在轨定标等一系列保证数据真实性和有用性的办法。他们的协作“创始”了用火星沙丘了解水活动的新办法
。

　　秦小光仍记住那个激动人心的时刻：2021年，在国家天文台运控大厅与刘建军等一同检查“回禄号”传回的相片时，一张多光谱相片让大脑忽然“嗡”了一下 ，他赶忙喊“停一下”。

　　凭仗在罗布泊作业20多年的经历
，秦小光敏锐注意到沙丘上的一些特征——多边形龟裂 、带状痕迹和胶结团粒，这些极可能是水留下的“指纹”。后续研讨证明，火星在140万年前至40万年前仍存在由大气降霜 、降雪构成的周期性水活动，这是人类“初次”发现火星现代水循环的直接依据 。

　　在另一项打破性的“姊妹”研讨中，刘建军和秦小光通过剖析2000多个沙丘的遥感图画 ，发现火星在约40万年前曾产生“冰期-间冰期”全球性气候改变
，为火星气候模仿供给了重要束缚。

　　火星磁场勘探则面对更严峻的应战——火星车行进时的搅扰信号比有用磁场信号强1万倍，犹如“在摇滚演唱会现场倾听针尖落地” 。地质地球所研讨员杜爱民是火星磁场“捕手”，作为“回禄号”磁场勘探仪的研发负责人 ，他带领团队立异性地选用双探头规划和旋转丈量的一起信号别离技能，成功捕获火星弱磁场信号——约10纳特斯拉，仅为此前卫星磁测模型猜测值的1/10，相当于地球磁场的1/5000 。

　　研讨标明，火星前期磁场发电机在36亿年前骤降，并继续保持弱磁场状况 ，由此发现了火星由强变弱的长时刻水活动进程的磁场束缚机制 。

　　这些系统性打破不只改写了人类对火星环境演化的认知，更在行星科学范畴镌刻下明显的“我国印记” 。

　　“刀尖舔血”的日子
。

　　“陈凌他们啊
，那真是拼了命在干 ！”获奖音讯传来，地质地球所的搭档无不慨叹
。这番点评并非溢美之词。

　　2021年8月10日，地质地球所举行初次火星勘探使命科学研讨动员会 。会后，该所当天成立了7个使命组——包括火星地质、物质成分 、地下结构、磁场 、空间环境
、宜居要素 、地质工程等多个研讨方向 。

　　“动员会就像发令枪。”陈凌回想说，“一声令下 ，咱们所有人都放下手头作业，集中精力专攻这一件事。这是我国科学院的特征优势。”。

　　攻关时刻，研讨人员不只拿出了看家本领，还用性命在拼。

　　火星雷达信号剖析可谓“在刀尖上跳舞” 。“咱们不只要与时刻赛跑，更要保证每一个数据处理环节都满有把握。”张金海坦言
，“这项研讨承载着国家荣誉
，容不得半点过失 。” 。

　　为霸占技能难关
，研讨团队常常焚膏继晷 。在最开端的信号破译阶段，张金海与博士生李超选用“人肉接力”作业法——两人轮班倒，保证24小时不间断作业 。通过72小时接连奋战
，他们总算找到了打破口。为完善信号处理流程，陈凌带领团队接连攻关46天，高强度的作业让他们的生物钟失调了——有时振奋到极点 ，睡不着觉；有时刚睡两三个小时
，就起来接着干
 。通过无数次脑筋风暴，他们终究确立了13个关键步骤的规范处理流程，成功破解了火星雷达的“暗码言语”。

　　长时刻超负荷作业让一些人的身体健康亮起红灯。地质地球所研讨员王旭突发脑血栓导致半身不遂；地质地球所研讨员吴海斌也因心脏问题做了支架手术。2022年新年刚过，论文投出没几天  ，秦小光突感呼吸困难，就医后被直接送进ICU——肺动脉血栓一旦发生 ，抢救时刻不超越5分钟。

　　但是，回想起那段“刀尖舔血”的日子，秦小光却口气平静地说：“没什么懊悔的
。” 。

　　科学与工程的“双向奔赴”。

　　初次火星勘探使命获得一系列打破性效果，离不开科学与工程的“双向奔赴” 。

　　“从载荷规划到载荷运转，从就位勘探到数据剖析、科学问题解译，这一系列研讨完结了工程技能与科学研讨的严密联接 。这不只对行星研讨至关重要 ，也为地球上其他范畴的研讨供给了协作攻关的新形式。”陈凌说 。

　　这种协同协作形式的成功，离不开地质地球所与国家天文台的精心策划 。刘建军回想，使命攻关期间 ，初次火星勘探使命首席科学家潘永信院士、总规划师张荣桥、副总规划师李春来和我国科学院院士郭正堂等屡次深化交流 ，建立科学与技能交流的桥梁。

　　“在探究未知范畴时 
，科研人员都怀有极大的热心 。但只要通过强有力的安排，才能将这些热心转化为实实在在的效果。”秦小光说 。

　　“双向奔赴”的精力还体现在详细实践中
。刘建军告知《我国科学报》
 ，“回禄号”火星车开始的勘探方案并未包括对火星沙丘水活动的研讨。科学团队与工程人员通过数十次的评论，终究确认了物质成分勘探仪1.5米的最佳作业间隔，既保证了数据准确性，又避免了火星车堕入沙丘的危险
。

　　“我国深空勘探工作正在进行从‘工程抵达’到‘科学引领’的前史性跨过。”刘建军说 ，“现在，咱们的工程技能才能越来越强，现已可以支撑完结更杂乱的科学方针了。”。

　　特别是在我国深空勘探范畴依然面对国外技能封闭等世界大环境下 ，多位科学家指出，科学研讨和工程技能之间更需要严密协作、相互支持 ，一起攻坚克难。

　　“有人觉得做科研辛苦且竞赛剧烈 ，但我觉得，咱们这一代人何其有幸 ，赶上了我国科技展开的黄金时代 ，这是千载一时的前史机会。”张金海动情地说
。

　　我国初次火星勘探使命获得圆满成功 ，意味着我国仅用一项使命就达成了欧美数十年才完结的“绕、着、巡”方针。展望未来，我国深空勘探的宏伟蓝图已在眼前：天问二号将履行小行星伴飞取样勘探使命，天问三号将完结火星采样回来，嫦娥七号和嫦娥八号将展开科学勘探和资源开发利用验证实验，推进世界月球科研站建造……这一系列豪举将推进我国深空勘探科技迈向新高度。

　　“我国深空勘探的远景光亮，咱们还有许多工作要做
 ，要向着更远的星斗大海不断跨进。”陈凌充溢等待地说。（记者 冯丽妃）。

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