工程師用英語怎麼讀怎麼寫
新安晚報 安徽網 大皖客戶端訊 2月10日晚間，農曆除夕前夕，執行我國首次火星探測任務的“天問一號”探測器進行近火制動，在“剎車”後被火星“捕獲”。發動機工作約15分鐘後，探測器順利進入近火點高度約400千米、週期約10個地球日、傾角約10的大橢圓環火軌道，成為我國第一顆人造火星衛星，實現此次任務“繞、著、巡”目標的第一步，成功開啟環繞火星模式。
去年七月，中國科大獨立研製的火星環繞器有效載荷火星磁強計隨“天問一號”成功發射。作為研發團隊骨幹成員之一，中國科大“天問一號”載荷工程師劉凱副研究員當天接受了新安晚報 安徽網 大皖客戶端記者的獨家專訪，解讀探火背後的科學目標。
裝置各方面情況非常“健康”
“冥昭瞢暗，誰能極之？”2300多年前，我國浪漫主義詩人屈原用長詩《天問》，向宇宙洪荒、天地自然發問。神秘而璀璨的星空，自古以來就令生活在地球上的人們充滿好奇與嚮往。
2020年7月23日12時41分，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器升空，飛行2000多秒後探測器成功進入預定軌道，開啟奔火之旅。此次近火制動成功，對於“天問一號”火星探測任務可謂邁出重要一步。
記者瞭解到，火星探測器由環繞器和著陸巡視器組成，其中環繞器攜帶著陸巡視器完成地火轉移飛行和近火制動，進入環火軌道後擇機釋放著陸巡視器，並開展環繞科學探測等工作，而著陸巡視器則需要實現火星表面軟著陸、分離釋放火星車、開展巡視探測等任務。
劉凱告訴記者，中國科大獨立研製的火星磁強計位於環繞器上，此次並不會著陸到火星上。待今年五月左右著陸巡視器釋放後，將正式開展工作，加電開機探測，直到使命結束。
“我們的磁強計有一個很長的伸杆，像天線一樣，為了保證探測器的飛行狀態不受影響，目前是處於壓縮收緊狀態。”經過200多天的漫長飛行，火星磁強計大部分時間都在“沉睡”，只在一些關鍵節點，如發射、長時間飛行等情況下，被“喚醒”過三次完成載荷的自檢工作，確認能否在深空環境下正常工作。劉凱說，目前裝置各方面情況都非常“健康”。這次制動成功之後，根據計劃，或將再次進行載荷自檢工作。
適宜人類的居住地需要磁場存在
火星是離太陽第四近的行星，與地球鄰近且環境最為相似，是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。記者瞭解到，“天問一號”火星環繞器共配置7臺科學載荷，在奔赴火星期間將開展火星大氣逃逸機制等科學研究，環繞火星時將開展火星全球和綜合性科學探測任務，火星磁強計就是其中之一。
那麼它的探測任務到底是什麼？如果用一句話進行概括，劉凱說就是測量火星的空間磁場環境。磁場環境到底有多重要， “我們人類之所以在地球上繁衍，就是因為有磁層在保護著我們。”劉凱打了個比方，電影《2012》描述了一個太陽活動異常，地球磁場被太陽風剝離，地球遭遇了毀滅性打擊的災難場景。“有了磁場的存在，大氣層才能夠牢牢固定在地球表面，我們才有了呼吸的空氣，維持人類的生存。”不僅如此，磁層可以保持水在大氣層迴圈，另外有了大氣層還能保護地球不受到太陽風暴、隕石等外界空間的衝擊，我們生活的地球才不會像月球表面一樣被砸得坑坑窪窪的。
這樣一來，探測火星磁場的意義就不言而喻了。大量的科幻作品認為火星以前有人類文明，根據現在的觀測，火星的岩石上還有很多剩磁，空間也有一些感應的磁場。劉凱認為，未來，我們想把火星打造成適宜人類的居住地，無論是自發的建立，還是有方法去改造環境，都必須要有磁場的存在。
進一步來說，此次火星磁強計的主要科學探測任務就包括全面準確地測量火星空間邊界層，探測火星南部局地岩層的剩磁及火星感應磁層，研究近火空間處的行星際等離子體和行星際磁場，同時還會結合其他載荷儀器對火星大氣中的粒子逃逸等問題開展研究。
未來或給火星繪製“磁場圖”
其實，身負“重任”的火星磁強計只有幾公斤重，是個名副其實的“小而精”。劉凱告訴記者，不論是“天問一號”深空探測器還是近地衛星，能夠測量科學資料的載荷，都會有重量和功率上的限制。尤其是“天問一號”需要飛行長達七個月才能抵達火星，對燃料和太陽帆板的電池容量都會進行精確計算，載荷超重就有可能影響整體的飛行。
火星磁強計實物圖
雖然塊頭很小，一旦正式工作，火星磁強計長達3米多的伸杆就將展開。劉凱解釋，火星探測器是在地面建造的，作為一個電磁系統本身就有很強的磁場。因此，為了減少干擾，所以設計了足夠長的伸杆，這樣一來就可以從資料中識別並剔除出探測器本身的影響，從而更加準確探測記錄火星環境磁場資料。
記者瞭解到，火星磁強計的設計壽命長達兩年，實際的工作時間或將超過兩年。“它會一圈一圈地測量火星的磁場，未來將給火星繪製了一個磁場圖。”劉凱說，想繪製一張完整的磁場地圖，僅憑“天問一號”的努力還不夠，需要結合多方的資料進行觀測。
因為火星上的磁場不是很穩定，容易受到太陽風暴等因素影響，科學家還將結合火星車的磁強計的資料進行聯合觀測，建立一個從天到地的磁場變化。“未來在天問一號成功的基礎上，我們還想在後續任務上搭載磁強計，繼續瞭解深空磁場情況。”
中國科大參與深空奧秘探索
如今，火星被視作除地球外有可能孕育生命的星球之一，也被認為是未來人類最有可能移居的行星，這些都吸引著多個國家去探索這顆神秘星球。國際火星探測已取得了豐富成果，發現了曾經有水、甚至現在還存在水的若干證據，極大激發了人們在火星尋找生命的熱情，也成為當前國際深空探測的熱點，吸引著科學家們不斷貢獻智慧。
中國科學技術大學於2016年1月正式啟動火星探測火星磁強計的研製任務，承擔研製任務的是地球和空間科學學院的空間有效載荷研製平臺。該平臺同時隸屬於中國科學院近地空間環境重點實驗室和中科院比較行星學卓越創新中心，由汪毓明教授從2012年起開始牽頭組建，主要研製兩類空間有效載荷：一是空間低能粒子探測器，二是空間磁場探測器。其中，火星磁強計載荷研製的主要負責人為張鐵龍教授，參與的骨幹有郝新軍、李毅人、潘宗浩、劉凱、陳滿明和李新等人。
劉凱告訴記者，張鐵龍教授曾擔任歐洲空間局 “金星快車”上磁強計的專案負責人，也是天問一號火星磁強計專案負責人和主任設計師，在科研攻關中不斷推進磁場探測技術在深空的應用。
對於科學家們來說，約3個月後的著陸是又一關鍵時刻。“天問一號”的著陸點，是火星北半球的烏托邦平原。不過，近火制動後，它還要繞火星科學考察飛行3個月左右，對著陸區進行初步探查，才能在氣候條件好的時候擇機著陸，屆時也是火星磁強計開始工作的時間。
“這次制動成功，整體任務就取得了節點性的勝利。”劉凱表示，他們也將為接下來的工作積極準備。
新安晚報 安徽網 大皖客戶端記者 陳牧
編輯：陶娜