地球“极客”勇探火星—新闻—科学网-悬河泻水网

作者：冯丽妃来源：中国科学报发布时间：2025/5/8 7:22:07 选择字号：小中大

地球“极客”勇探火星

火星北半球。极客图片来源：国家航天局/国家天文台供图

?地球

■本报记者冯丽妃

凌晨两点的会议室，见底的勇探咖啡杯在会议桌上围了一圈，计算机屏幕的火星光映衬着十几双布满血丝的眼睛。但围桌而坐的新闻人们却很兴奋，边研读文献，科学边讨论怎么有效提取数据，极客解码火星环境。地球

“那段时间真是勇探跟打仗一样。”近4年前火星科学任务攻关时的火星场景，陈凌历历在目。新闻

2021年5月，科学我国首次火星探测任务天问一号携带的极客“祝融号”火星车，着陆在火星乌托邦平原上，地球吹响了中国人用自己的勇探深空探测装置研究火星的“集结号”。陈凌等来自中国科学院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）、中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中。

研究人员从“地球科学极客”化身“星际解密人”，纷纷拿出看家本领，通过“多兵种联合作战”，用中国自主数据刷新了对火星环境演变的认知。近期，他们的系列突破性成果斩获2024年度中国科学院杰出科技成就奖。

用“绝活儿”刷新认知

火星与地球是太阳系宜居带“唯二”的行星。从高山峡谷到四季变化，在太阳系行星中，火星与地球共性最多。这颗红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、磁场变化等信息是重要线索。

一直以来，科学界对火星水活动和磁场的认知存在矛盾。

科学界普遍认为，约36亿年前的火星存在大量水活动，此后迅速减少，约30亿年前几乎消失；火星内部磁场约在40亿年前消失，后在39亿年前被重新磁化，并在约37亿年前再度消失。

“从过去的认知来看，磁场会保护水，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。

矛盾背后的原因是什么？陈凌与合作者组成多学科融合的“星际战队”，采用雷达探测、地貌分析和磁场测量等多维手段，构建了“地下-地表-空间”三位一体的协同体系，研究火星多时间尺度环境演变。

针对我国首次火星探测任务中的重重难题，他们纷纷拿出“绝活儿”，各显神通，拿下火星研究的3个“国际首次”。

担任火星地下结构探测组组长的陈凌是一名“行星CT学家”，曾创新地震成像方法，解析地球大陆内部、边缘造山带等区域的深部精细结构。她的搭档、地质地球所研究员张金海是一名探地雷达“密码破译师”，长期处理和分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，让雷达不再因火星表面碎石块干扰而成为“近视眼”，“首次”揭示了火星浅表80米内的分层结构。这些创新方法证实，火星在35亿年前至32亿年前曾发生大型洪水活动，16亿年前仍有小型洪水事件发生，将火星水活动时间延长了近14亿年。

张金海凭借对雷达信号的敏锐“洞察力”，进一步察觉到在30至80米深度还存在结构的横向变化。他与陈凌等分析证实，这种结构的横向变化反映了埋藏在地下的古多边形地貌特征，是32亿年前至16亿年前火星发生长时间气候干湿、冷暖变化的见证。

在火星地貌研究方面，地质地球所研究员秦小光和国家天文台研究员刘建军组成了黄金搭档。秦小光是一名古环境“侦探”，曾分析过数万个地球沉积物样品，擅长通过微观特征还原古环境变迁。刘建军是一名“行星数据守门人”，从嫦娥一号至今，带队创立了载荷地面验证、行星环境模拟、载荷在轨定标等一系列保证数据真实性和有效性的方法。他们的合作“首创”了用火星沙丘了解水活动的新方法。

秦小光仍记得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起查看“祝融号”传回的照片时，一张多光谱照片让大脑突然“嗡”了一下，他赶紧喊“停一下”。

凭借在罗布泊工作20多年的经验，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”。后续研究证实，火星在140万年前至40万年前仍存在由大气降霜、降雪形成的周期性水活动，这是人类“首次”发现火星现代水循环的直接证据。

在另一项突破性的“姊妹”研究中，刘建军和秦小光通过分析2000多个沙丘的遥感图像，发现火星在约40万年前曾发生“冰期-间冰期”全球性气候转变，为火星气候模拟提供了重要约束。

火星磁场探测则面临更严峻的挑战——火星车行驶时的干扰信号比有效磁场信号强1万倍，犹如“在摇滚演唱会现场聆听针尖落地”。地质地球所研究员杜爱民是火星磁场“捕手”，作为“祝融号”磁场探测仪的研制负责人，他带领团队创新性地采用双探头设计和旋转测量的独特信号分离技术，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预测值的1/10，相当于地球磁场的1/5000。

研究表明，火星早期磁场发电机在36亿年前骤降，并持续维持弱磁场状态，由此发现了火星由强变弱的长期水活动过程的磁场约束机制。

这些系统性突破不仅刷新了人类对火星环境演化的认知，更在行星科学领域镌刻下鲜明的“中国印记”。

“刀尖舔血”的日子

“陈凌他们啊，那真是拼了命在干！”获奖消息传来，地质地球所的同事无不感慨。这番评价并非溢美之词。

2021年8月10日，地质地球所召开首次火星探测任务科学研究动员会。会后，该所当天成立了7个任务组——涵盖火星地质、物质成分、地下结构、磁场、空间环境、宜居要素、地质工程等多个研究方向。

“动员会就像发令枪。”陈凌回忆说，“一声令下，我们所有人都放下手头工作，集中精力专攻这一件事。这是中国科学院的特色优势。”

攻关时刻，研究人员不仅拿出了看家本领，还用性命在拼。

火星雷达信号分析堪称“在刀尖上跳舞”。“我们不仅要与时间赛跑，更要确保每一个数据处理环节都万无一失。”张金海坦言，“这项研究承载着国家荣誉，容不得半点差错。”

为攻克技术难关，研究团队常常通宵达旦。在最开始的信号破译阶段，张金海与博士生李超采用“人肉接力”工作法——两人轮班倒，确保24小时不间断工作。经过72小时连续奋战，他们终于找到了突破口。为完善信号处理流程，陈凌带领团队连续攻关46天，高强度的工作让他们的生物钟失调了——有时兴奋到极点，睡不着觉；有时刚睡两三个小时，就起来接着干。经过无数次头脑风暴，他们最终确立了13个关键步骤的标准处理流程，成功破解了火星雷达的“密码语言”。

长期超负荷工作让一些人的身体健康亮起红灯。地质地球所研究员王旭突发脑血栓导致半身不遂；地质地球所研究员吴海斌也因心脏问题做了支架手术。2022年春节刚过，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——肺动脉血栓一旦发作，抢救时间不超过5分钟。

然而，回忆起那段“刀尖舔血”的日子，秦小光却语气平静地说：“没什么后悔的。”

科学与工程的“双向奔赴”

首次火星探测任务取得一系列突破性成果，离不开科学与工程的“双向奔赴”。

“从载荷设计到载荷运行，从就位探测到数据分析、科学问题解译，这一系列研究实现了工程技术与科学研究的紧密衔接。这不仅对行星研究至关重要，也为地球上其他领域的研究提供了协作攻关的新模式。”陈凌说。

这种协同合作模式的成功，离不开地质地球所与国家天文台的精心策划。刘建军回忆，任务攻关期间，首次火星探测任务首席科学家潘永信院士、总设计师张荣桥、副总设计师李春来和中国科学院院士郭正堂等多次深入交流，搭建科学与技术沟通的桥梁。

“在探索未知领域时，科研人员都怀有极大的热情。但只有通过强有力的组织，才能将这些热情转化为实实在在的成果。”秦小光说。

“双向奔赴”的精神还体现在具体实践中。刘建军告诉《中国科学报》，“祝融号”火星车最初的探测计划并未包含对火星沙丘水活动的研究。科学团队与工程人员经过数十次的讨论，最终确定了物质成分探测仪1.5米的最佳工作距离，既确保了数据准确性，又避免了火星车陷入沙丘的风险。

“我国深空探测事业正在进行从‘工程抵达’到‘科学引领’的历史性跨越。”刘建军说，“如今，我们的工程技术能力越来越强，已经能够支撑实现更复杂的科学目标了。”

特别是在我国深空探测领域仍然面临国外技术封锁等国际大环境下，多位科学家指出，科学研究和工程技术之间更需要紧密合作、相互支持，共同攻坚克难。

“有人觉得做科研辛苦且竞争激烈，但我觉得，我们这一代人何其有幸，赶上了中国科技发展的黄金时代，这是千载难逢的历史机遇。”张金海动情地说。

我国首次火星探测任务取得圆满成功，意味着中国仅用一项任务就达成了欧美数十年才完成的“绕、着、巡”目标。展望未来，中国深空探测的宏伟蓝图已在眼前：天问二号将执行小行星伴飞取样探测任务，天问三号将实现火星采样返回，嫦娥七号和嫦娥八号将开展科学探测和资源开发利用验证试验，推动国际月球科研站建设……这一系列壮举将推动中国深空探测科技迈向新高度。

“中国深空探测的前景光明，我们还有很多事情要做，要向着更远的星辰大海不断迈进。”陈凌充满期待地说。

《中国科学报》(2025-05-08第1版要闻) 特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。

本文为作者独立观点，不代表悬河泻水网立场，未经允许不得转载。

骏通JPC120G5汽车起重机

技术分析：现货黄金或测试3355美元支撑位

文章推荐

时尚

关注

分享到朋友圈

评分

综合评分：

我的评分

参与评论（0）

社区交流公约

暂无评论，快来抢沙发吧~

登录后参与评论

发布评论

用户社区交流公约

Xinstall 15天会员特权

Xinstall是专业的数据分析服务商，帮企业追踪渠道安装来源、裂变拉新统计、广告流量指导等，广泛应用于广告效果统计、APP地推与CPS/CPA归属统计等方面。

20羽毛

立即兑换

超级nice便签砖

超级超级超级奈斯！

1000羽毛

立即兑换

【新品】办公/外出两用静音充电小电扇

办公桌必备小电扇！

2000羽毛

立即兑换

时尚

发表文章7篇

作者最近文章查看更多

热烈欢迎广东省家具协会会长王克一行莅临Aibetter爱贝特总部参观交流

娱乐热点

预计到2024年平板玻璃市场将达到1807.9亿美元,国际动态

休闲热点

合作推荐

技术分析：布伦特原油或测试 68.19 美元阻力位

探索时尚

5G手机将暴增20倍，2020年预计出货1.7亿部,企业新闻

时尚焦点

专注35年,安吉尔展现民族企业的品质追求

综合知识

确认要消耗羽毛购买
一个模型两个漏斗做好拉新活动吗？

考虑一下

立即下载

很遗憾，羽毛不足

我知道了

去赚羽毛

我们致力于提供一个高质量内容的交流平台。为落实国家互联网信息办公室“依法管网、依法办网、依法上网”的要求，为完善跟帖评论自律管理，为了保护用户创造的内容、维护开放、真实、专业的平台氛围，我们团队将依据本公约中的条款对注册用户和发布在本平台的内容进行管理。平台鼓励用户创作、发布优质内容，同时也将采取必要措施管理违法、侵权或有其他不良影响的网络信息。

一、根据《网络信息内容生态治理规定》《中华人民共和国未成年人保护法》等法律法规，对以下违法、不良信息或存在危害的行为进行处理。
1. 违反法律法规的信息，主要表现为：
1)反对宪法所确定的基本原则；
2)危害国家安全，泄露国家秘密，颠覆国家政权，破坏国家统一，损害国家荣誉和利益；
  3)侮辱、滥用英烈形象，歪曲、丑化、亵渎、否定英雄烈士事迹和精神，以侮辱、诽谤或者其他方式侵害英雄烈士的姓名、肖像、名誉、荣誉；
  4)宣扬恐怖主义、极端主义或者煽动实施恐怖活动、极端主义活动；
  5)煽动民族仇恨、民族歧视，破坏民族团结；
  6)破坏国家宗教政策，宣扬邪教和封建迷信；
  7)散布谣言，扰乱社会秩序，破坏社会稳定；
  8)宣扬淫秽、色情、赌博、暴力、凶杀、恐怖或者教唆犯罪；
  9)煽动非法集会、结社、游行、示威、聚众扰乱社会秩序；
  10)侮辱或者诽谤他人，侵害他人名誉、隐私和其他合法权益；
  11)通过网络以文字、图片、音视频等形式，对未成年人实施侮辱、诽谤、威胁或者恶意损害未成年人形象进行网络欺凌的；
  12)危害未成年人身心健康的；
  13)含有法律、行政法规禁止的其他内容；

2. 不友善：不尊重用户及其所贡献内容的信息或行为。主要表现为：
  1)轻蔑：贬低、轻视他人及其劳动成果；
  2)诽谤：捏造、散布虚假事实，损害他人名誉；
  3)嘲讽：以比喻、夸张、侮辱性的手法对他人或其行为进行揭露或描述，以此来激怒他人；
  4)挑衅：以不友好的方式激怒他人，意图使对方对自己的言论作出回应，蓄意制造事端；
  5)羞辱：贬低他人的能力、行为、生理或身份特征，让对方难堪；
  6)谩骂：以不文明的语言对他人进行负面评价；
  7)歧视：煽动人群歧视、地域歧视等，针对他人的民族、种族、宗教、性取向、性别、年龄、地域、生理特征等身份或者归类的攻击；
  8)威胁：许诺以不良的后果来迫使他人服从自己的意志；

3. 发布垃圾广告信息：以推广曝光为目的，发布影响用户体验、扰乱本网站秩序的内容，或进行相关行为。主要表现为：
  1)多次发布包含售卖产品、提供服务、宣传推广内容的垃圾广告。包括但不限于以下几种形式：
  2)单个帐号多次发布包含垃圾广告的内容；
  3)多个广告帐号互相配合发布、传播包含垃圾广告的内容；
  4)多次发布包含欺骗性外链的内容，如未注明的淘宝客链接、跳转网站等，诱骗用户点击链接
  5)发布大量包含推广链接、产品、品牌等内容获取搜索引擎中的不正当曝光；
  6)购买或出售帐号之间虚假地互动，发布干扰网站秩序的推广内容及相关交易。
  7)发布包含欺骗性的恶意营销内容，如通过伪造经历、冒充他人等方式进行恶意营销；
  8)使用特殊符号、图片等方式规避垃圾广告内容审核的广告内容。

4. 色情低俗信息，主要表现为：
  1)包含自己或他人性经验的细节描述或露骨的感受描述；
  2)涉及色情段子、两性笑话的低俗内容；
  3)配图、头图中包含庸俗或挑逗性图片的内容；
  4)带有性暗示、性挑逗等易使人产生性联想；
  5)展现血腥、惊悚、残忍等致人身心不适；
  6)炒作绯闻、丑闻、劣迹等；
  7)宣扬低俗、庸俗、媚俗内容。

5. 不实信息，主要表现为：
  1)可能存在事实性错误或者造谣等内容；
  2)存在事实夸大、伪造虚假经历等误导他人的内容；
  3)伪造身份、冒充他人，通过头像、用户名等个人信息暗示自己具有特定身份，或与特定机构或个人存在关联。

6. 传播封建迷信，主要表现为：
  1)找人算命、测字、占卜、解梦、化解厄运、使用迷信方式治病；
  2)求推荐算命看相大师；
  3)针对具体风水等问题进行求助或咨询；
  4)问自己或他人的八字、六爻、星盘、手相、面相、五行缺失，包括通过占卜方法问婚姻、前程、运势，东西宠物丢了能不能找回、取名改名等；

7. 文章标题党，主要表现为：
  1)以各种夸张、猎奇、不合常理的表现手法等行为来诱导用户；
  2)内容与标题之间存在严重不实或者原意扭曲；
  3)使用夸张标题，内容与标题严重不符的。

8.「饭圈」乱象行为，主要表现为：
  1)诱导未成年人应援集资、高额消费、投票打榜
  2)粉丝互撕谩骂、拉踩引战、造谣攻击、人肉搜索、侵犯隐私
  3)鼓动「饭圈」粉丝攀比炫富、奢靡享乐等行为
  4)以号召粉丝、雇用网络水军、「养号」形式刷量控评等行为
  5)通过「蹭热点」、制造话题等形式干扰舆论，影响传播秩序

9. 其他危害行为或内容，主要表现为：
  1)可能引发未成年人模仿不安全行为和违反社会公德行为、诱导未成年人不良嗜好影响未成年人身心健康的；
  2)不当评述自然灾害、重大事故等灾难的；
  3)美化、粉饰侵略战争行为的；
  4)法律、行政法规禁止，或可能对网络生态造成不良影响的其他内容。

二、违规处罚
本网站通过主动发现和接受用户举报两种方式收集违规行为信息。所有有意的降低内容质量、伤害平台氛围及欺凌未成年人或危害未成年人身心健康的行为都是不能容忍的。
当一个用户发布违规内容时，本网站将依据相关用户违规情节严重程度，对帐号进行禁言 1 天、7 天、15 天直至永久禁言或封停账号的处罚。当涉及欺凌未成年人、危害未成年人身心健康、通过作弊手段注册、使用帐号，或者滥用多个帐号发布违规内容时，本网站将加重处罚。

三、申诉
随着平台管理经验的不断丰富，本网站出于维护本网站氛围和秩序的目的，将不断完善本公约。
如果本网站用户对本网站基于本公约规定做出的处理有异议，可以通过「建议反馈」功能向本网站进行反馈。
(规则的最终解释权归属本网站所有)

我知道了