探月之后 出征火星--专访中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远院士
新华社上海8月24日电 题：探月之后 出征火星——专访中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远院士
新华社记者王琳琳、刘畅
欧阳自远
随着人类深空探测技术的飞速发展，对火星的探测已成航天大国追逐的目标。
火星上是否存在生命？“火星移民”可以实现吗？人类能在火星上建起“第二个家园”吗？强人工智能将在“火星基地”建设中发挥什么作用？中国火星探测计划进展如何？
２０１７上海书展期间，中国科学院院士、中国月球探测工程首任首席科学家、《火星科学概论》主编欧阳自远接受了新华社记者独家专访。
在红色的星球上，能实现蓝色的梦吗？
“月球是地球唯一的天然卫星，人类探测和登陆月球，只是跨出了门槛，我们始终没有到达更广阔的太阳系空间。”欧阳自远说。探月工程技术积累和火星观测研究让人类具备了“离开自己摇篮”的能力。
太阳系中，金星和火星是离地球最近的两大行星。各国航天机构均将探测重点瞄准火星。
欧阳自远认为，火星最像地球：
第一，人类已经找到火星有液态水的记录，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冲积扇。最新研究显示，火星上的水可能隐藏在地下。
第二，中国科学家林杨挺团队关于火星陨石碳同位素研究认为，火星历史上可能存在生命。
第三，火星有四季变化，火星上一天与地球上一天相近。
但是，火星与地球相比，自然环境十分恶劣：火星表面非常干燥、年平均温度零下六七十摄氏度、火星大气稀薄、气压只有地球上的百分之一。欧阳自远说，把火星改造得宜居可能还需要长时间努力。
据介绍，改造火星可能会实现，人类已提出一些改造火星的初步设想和行动方案。
首先，人为增加火星大气中二氧化碳等温室气体浓度，增强火星大气层温室效应，提高火星表面温度，使火星极区干冰升华和水冰融化，干冰升华增加大气层二氧化碳浓度，持续提高火星大气压；其次，极区水冰融化和地下水排出可在火星赤道区域保证水的自由流动，用于农业灌溉；再次，引种适宜在火星生存的植物，产生氧气，改变火星大气组分，建立火星表面生态环境，为在火星上自由行走提供条件；而后，建立“火星基地”，开展农牧业，实现粮副产品自给，建设能源和原材料工业设施，建设人类生活基础设施；最后，实施火星旅游或移民。
火星土壤里有很多红色赤铁矿，由于地表气压低、风速大，火星表面经常出现台风，区域性沙尘暴有时引起全球性红色沙尘暴，使火星看起来像红色星球。研究发现，火星北半球曾存在干涸的巨大海盆，很早以前应该有河流和湖泊，后来由于某种原因，有些水逃逸进入太空，有些水转入地下。
“通过改造火星，把这些地下水引出来，让火星变成像地球一样生机勃勃的蓝色星球。”欧阳自远说。
人类要建“火星基地”，什么样的机器人能完成任务？
在欧阳自远看来，为人类移民火星发挥实质性作用的，可能是一批基于强人工智能的机器人。
人工智能已广泛应用于探月工程。中国的月球着陆器在软着陆月面时，拍摄了４７００多张照片，通过分析这些照片，着陆器自主选择能让“四条腿”安全着陆的区域。“月球表面坑坑洼洼，着陆区附近有数万个撞击坑，将照片传回地球、再由地面发指令传回月球车，有明显时间延迟，就得依靠人工智能。”欧阳自远说。
他认为，深空探测中人工智能的应用目前仍处在基于计算机视觉、语音识别、自然语言处理、机器学习等弱人工智能的阶段。而在改造火星、建造火星基地的过程中，强人工智能机器人将是一股非常强大的力量。
由于相距遥远，火星探测器与地球的交流需要１５－２０分钟。如在火星探测器上配备强人工智能技术，机器人可以协助航天员完成一系列操作和实验，还可通过初步勘探，发现最有价值的观测点，辅助航天员决策。
在改造火星初期，人类将在火星上建起密闭式“火星基地”。“火星表面气压低、寒冷，人要穿很重的航天服工作，呼吸、行动、体能都是问题，必须依靠强人工智能机器人，完成原料制造、设备搬运、基地建设、基地密闭舱环境调控等复杂任务。”欧阳自远说。
中美探测计划两条路径，中国的“天地协作”优势在哪？
据欧阳自远介绍，中国开展火星探测的可行性论证与探月工程几乎同步。中国首次火星探测任务于２０１６年４月正式立项，计划在２０２０年实现火星轨道器环绕探测和火星车软着陆巡视探测。美国火星探测计划借助“好奇号”火星车将配有高精度仪器的实验室搬到火星。中国火星探测计划则是火星轨道器＋火星车的“天地组合”协同工作。
欧阳自远解释“天地组合”，即火星轨道器在“天上”围绕火星运行，通过环绕遥感探测，对火星表面和大气进行综合性调查，包括火星大气层成分与结构、全球形貌、土壤分布、表面物质成分、岩石类型、地质构造、内部结构、地下水的全球分布、火星表面环境变化和火星磁场特征等。而火星车通过软着陆巡视探测，可获得着陆区气象特征、地形地貌、火星地质构造、表面岩石类型、土壤种类和地下水分布等巡视探测数据，为火星资源环境研究提供基础性资料。
完成第一次火星探测任务后，中国还将发射火星探测器，在火星表面着陆后钻孔取样，取得火星岩心样品，再把样品装入返回舱，从火星表面起飞，将样品带回地球，进行系统分析，深化人类对火星成因和演化历史的认识。
探月工程提升了中国深空探测整体实力，培养了一批经验丰富的专家。中国已瞄准更远的深空。
欧阳自远
随着人类深空探测技术的飞速发展，对火星的探测已成航天大国追逐的目标。
火星上是否存在生命？“火星移民”可以实现吗？人类能在火星上建起“第二个家园”吗？强人工智能将在“火星基地”建设中发挥什么作用？中国火星探测计划进展如何？
２０１７上海书展期间，中国科学院院士、中国月球探测工程首任首席科学家、《火星科学概论》主编欧阳自远接受了新华社记者独家专访。
在红色的星球上，能实现蓝色的梦吗？
“月球是地球唯一的天然卫星，人类探测和登陆月球，只是跨出了门槛，我们始终没有到达更广阔的太阳系空间。”欧阳自远说。探月工程技术积累和火星观测研究让人类具备了“离开自己摇篮”的能力。
太阳系中，金星和火星是离地球最近的两大行星。各国航天机构均将探测重点瞄准火星。
欧阳自远认为，火星最像地球：
第一，人类已经找到火星有液态水的记录，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冲积扇。最新研究显示，火星上的水可能隐藏在地下。
第二，中国科学家林杨挺团队关于火星陨石碳同位素研究认为，火星历史上可能存在生命。
第三，火星有四季变化，火星上一天与地球上一天相近。
但是，火星与地球相比，自然环境十分恶劣：火星表面非常干燥、年平均温度零下六七十摄氏度、火星大气稀薄、气压只有地球上的百分之一。欧阳自远说，把火星改造得宜居可能还需要长时间努力。
据介绍，改造火星可能会实现，人类已提出一些改造火星的初步设想和行动方案。
首先，人为增加火星大气中二氧化碳等温室气体浓度，增强火星大气层温室效应，提高火星表面温度，使火星极区干冰升华和水冰融化，干冰升华增加大气层二氧化碳浓度，持续提高火星大气压；其次，极区水冰融化和地下水排出可在火星赤道区域保证水的自由流动，用于农业灌溉；再次，引种适宜在火星生存的植物，产生氧气，改变火星大气组分，建立火星表面生态环境，为在火星上自由行走提供条件；而后，建立“火星基地”，开展农牧业，实现粮副产品自给，建设能源和原材料工业设施，建设人类生活基础设施；最后，实施火星旅游或移民。
火星土壤里有很多红色赤铁矿，由于地表气压低、风速大，火星表面经常出现台风，区域性沙尘暴有时引起全球性红色沙尘暴，使火星看起来像红色星球。研究发现，火星北半球曾存在干涸的巨大海盆，很早以前应该有河流和湖泊，后来由于某种原因，有些水逃逸进入太空，有些水转入地下。
“通过改造火星，把这些地下水引出来，让火星变成像地球一样生机勃勃的蓝色星球。”欧阳自远说。
人类要建“火星基地”，什么样的机器人能完成任务？
在欧阳自远看来，为人类移民火星发挥实质性作用的，可能是一批基于强人工智能的机器人。
人工智能已广泛应用于探月工程。中国的月球着陆器在软着陆月面时，拍摄了４７００多张照片，通过分析这些照片，着陆器自主选择能让“四条腿”安全着陆的区域。“月球表面坑坑洼洼，着陆区附近有数万个撞击坑，将照片传回地球、再由地面发指令传回月球车，有明显时间延迟，就得依靠人工智能。”欧阳自远说。
他认为，深空探测中人工智能的应用目前仍处在基于计算机视觉、语音识别、自然语言处理、机器学习等弱人工智能的阶段。而在改造火星、建造火星基地的过程中，强人工智能机器人将是一股非常强大的力量。
由于相距遥远，火星探测器与地球的交流需要１５－２０分钟。如在火星探测器上配备强人工智能技术，机器人可以协助航天员完成一系列操作和实验，还可通过初步勘探，发现最有价值的观测点，辅助航天员决策。
在改造火星初期，人类将在火星上建起密闭式“火星基地”。“火星表面气压低、寒冷，人要穿很重的航天服工作，呼吸、行动、体能都是问题，必须依靠强人工智能机器人，完成原料制造、设备搬运、基地建设、基地密闭舱环境调控等复杂任务。”欧阳自远说。
中美探测计划两条路径，中国的“天地协作”优势在哪？
据欧阳自远介绍，中国开展火星探测的可行性论证与探月工程几乎同步。中国首次火星探测任务于２０１６年４月正式立项，计划在２０２０年实现火星轨道器环绕探测和火星车软着陆巡视探测。美国火星探测计划借助“好奇号”火星车将配有高精度仪器的实验室搬到火星。中国火星探测计划则是火星轨道器＋火星车的“天地组合”协同工作。
欧阳自远解释“天地组合”，即火星轨道器在“天上”围绕火星运行，通过环绕遥感探测，对火星表面和大气进行综合性调查，包括火星大气层成分与结构、全球形貌、土壤分布、表面物质成分、岩石类型、地质构造、内部结构、地下水的全球分布、火星表面环境变化和火星磁场特征等。而火星车通过软着陆巡视探测，可获得着陆区气象特征、地形地貌、火星地质构造、表面岩石类型、土壤种类和地下水分布等巡视探测数据，为火星资源环境研究提供基础性资料。
完成第一次火星探测任务后，中国还将发射火星探测器，在火星表面着陆后钻孔取样，取得火星岩心样品，再把样品装入返回舱，从火星表面起飞，将样品带回地球，进行系统分析，深化人类对火星成因和演化历史的认识。
探月工程提升了中国深空探测整体实力，培养了一批经验丰富的专家。中国已瞄准更远的深空。
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