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火星，太陽(yáng)系行星之一，地表因被赤鐵礦覆蓋呈現(xiàn)橘紅色，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，如同一顆正在熊熊燃燒的火球。在古代中國(guó)，火星也被稱(chēng)作“熒惑星”，因?yàn)闊蔁伤苹穑淞炼扔殖Ｗ?，行蹤不定，因而令人迷惑?！渡袝?shū)》記載：木曰歲星，火曰熒惑星，土曰鎮(zhèn)星，金曰太白星，水曰辰星。

火星令人類(lèi)著迷之處，不只是行蹤，還有生命。一直以來(lái)，火星都被認(rèn)為是太陽(yáng)系中除地球外最具備生命存在條件的星球。它有大氣層，最高氣溫可達(dá)20℃，有液態(tài)水的遺跡，在某些未知的地方，甚至可能還有“地下冰層”……這些謎團(tuán)，等待著人類(lèi)去揭曉答案。

2021年5月15日7時(shí)18分，我國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器天問(wèn)一號(hào)，在歷經(jīng)近10個(gè)月的長(zhǎng)途飛行后，穩(wěn)穩(wěn)著陸在火星烏托邦平原。這一刻，在北京航天飛行控制中心，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員朱巖激動(dòng)地流下了熱淚。

作為天問(wèn)一號(hào)有效載荷分系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師，朱巖帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為探測(cè)器的環(huán)繞器以及“祝融號(hào)”火星車(chē)配置了13套科學(xué)儀器。在未來(lái)的日子里，這些設(shè)備將從不同角度，為探秘火星貢獻(xiàn)力量。

讀著《飛碟探索》長(zhǎng)大

1970年4月24日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射升空，開(kāi)啟了探索宇宙奧秘的征程。3年后的1973年，我國(guó)又啟動(dòng)了返回式衛(wèi)星的正樣研制。從此，中華民族千百年來(lái)的航天夢(mèng)一點(diǎn)點(diǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

而火星探測(cè)早就成了超級(jí)大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。僅1973年，蘇聯(lián)就一口氣發(fā)射了4部火星探測(cè)器。數(shù)億公里的征程注定艱難，這4部探測(cè)器都沒(méi)有完成探測(cè)任務(wù)，有的甚至還沒(méi)抵達(dá)火星環(huán)繞軌道就失蹤了。

也是在這一年，江蘇北部一座名叫“東海”的小城，地質(zhì)工程師老朱家迎來(lái)第三個(gè)兒子。與巖石、土壤打了幾十年交道的老朱跟妻子商量，給三子起一個(gè)單名“巖”，希望他能腳踏實(shí)地，對(duì)國(guó)家有所貢獻(xiàn)，如果將來(lái)能子承父業(yè)，“察巖觀土”，那是再好不過(guò)。

學(xué)生時(shí)代，雖然家里并不富裕，但父母還是給朱巖三兄弟買(mǎi)了很多科普期刊。不過(guò)，與老朱的希冀不同，朱巖很快對(duì)天文產(chǎn)生了濃厚的興趣，他最喜歡那本1981年創(chuàng)刊的《飛碟探索》，因?yàn)槟芰私庾钚碌奶煳陌l(fā)現(xiàn)，讀到一些詳細(xì)的航天信息，“火星探測(cè)、深空飛行、載人登月、航天飛機(jī)……都是那時(shí)候聽(tīng)到的。”朱巖說(shuō)，那個(gè)年代，大家都在討論飛碟、外星人，少年的自己也夢(mèng)想著有一天能坐上飛碟，在太空中與外星人來(lái)一次相會(huì)。“我們國(guó)家肯定會(huì)有載人飛船，不會(huì)太遙遠(yuǎn)。”朱巖堅(jiān)信。

1986年，挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)爆炸失事，7名航天員失去了寶貴的生命。正讀初中的朱巖聽(tīng)到消息后沉默了很久，“我一直認(rèn)為航天飛機(jī)集成了最新技術(shù)，肯定有最光明的未來(lái)，但現(xiàn)實(shí)就是這么殘酷。”朱巖坦言，想到當(dāng)時(shí)我們國(guó)家連載人飛船都沒(méi)有，進(jìn)入宇宙或許真的只是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)，他不禁有些灰心。

“還是腳踏實(shí)地，學(xué)一門(mén)能立竿見(jiàn)影報(bào)效國(guó)家的技術(shù)吧。”已經(jīng)在東南大學(xué)讀書(shū)的大哥拍著朱巖的肩膀。

1990年夏天，朱巖追隨大哥的腳步，坐上了南下的列車(chē)，來(lái)到南京，就讀于東南大學(xué)無(wú)線(xiàn)電工程系。從本科讀到研究生，他在這里一待就是7年。在這7年里，朱巖沒(méi)有放棄對(duì)航天的向往，關(guān)于航天發(fā)射的電視節(jié)目必看，報(bào)紙上的航天新聞必讀。

為航天員首飛“打前站”

1997年春，朱巖即將碩士畢業(yè)。身邊的同學(xué)有的去了浦東搞開(kāi)發(fā)建設(shè)，有的南下廣東，去了改革開(kāi)放的最前沿。雖然也有單位準(zhǔn)備錄取朱巖，可他總是覺(jué)得還有一份隱約的期待。

一天黃昏，朱巖接到了大哥從北京打來(lái)的電話(huà)，“來(lái)北京吧，這里有你的航天夢(mèng)!”電話(huà)那頭，大哥興奮地大聲說(shuō)。

此時(shí)，朱巖的大哥正在中國(guó)科學(xué)院某研究所攻讀博士學(xué)位。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，他得知院里的空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心(現(xiàn)國(guó)家空間科學(xué)中心)正在招聘技術(shù)人員。這個(gè)中心正是國(guó)家載人航天工程相關(guān)技術(shù)研究的“主力軍”之一。

得到消息，沒(méi)有任何猶豫，朱巖帶上最簡(jiǎn)單的行李就登上了北上的列車(chē)。“要是能干這個(gè)，一輩子都值了。”一路上，他都在想。

趕到北京，顧不上休息，朱巖直接跑進(jìn)了空間中心。面試室里，坐在他對(duì)面的，是空間中心綜合電子室主任、我國(guó)著名的空間探測(cè)有效載荷總體技術(shù)專(zhuān)家孫輝先。面對(duì)眼前這個(gè)喘著粗氣的瘦小伙，孫輝先笑了，“來(lái)，不急，先坐下喝口水，咱們慢慢聊。”他招呼道。

慢慢地，面試變成了暢談，兩人越聊越投機(jī)。朱巖越發(fā)覺(jué)得，自己能在航天科研中建功立業(yè)。孫輝先也覺(jué)得，這個(gè)小伙子像極了年輕時(shí)的自己，堅(jiān)毅、有夢(mèng)想、敢拼搏。

于是，朱巖如愿加入了孫輝先團(tuán)隊(duì)，從事電路設(shè)計(jì)工作。

1999年11月20日凌晨6時(shí)，我國(guó)載人航天工程第一艘飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，并于21個(gè)小時(shí)后順利返回。積蓄了7年的中國(guó)載人航天事業(yè)，終于進(jìn)入了實(shí)施階段。在神舟一號(hào)飛船成功發(fā)射的同時(shí)，神舟二號(hào)、神舟三號(hào)、神舟四號(hào)都已經(jīng)在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備，目的就是要通過(guò)一次次驗(yàn)證，為航天員首飛打好“前站”，同時(shí)也開(kāi)展相關(guān)科學(xué)試驗(yàn)。

幸運(yùn)女神再次眷顧。朱巖出任神舟四號(hào)飛船通用流體分系統(tǒng)的圖像采集設(shè)備主管設(shè)計(jì)師。“飛船上有一套裝備，專(zhuān)門(mén)研究微重力條件下液體流動(dòng)的規(guī)律，我們的任務(wù)就是研制設(shè)備把液體流動(dòng)的圖像記錄下來(lái)，并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，下傳至地面。”朱巖解釋?zhuān)F(xiàn)在看來(lái)，自己的任務(wù)在整個(gè)系統(tǒng)所占的比例極小，但對(duì)當(dāng)年的自己來(lái)說(shuō)，絕對(duì)是史無(wú)前例的重任，因?yàn)檫@里有自己心心念念的航天夢(mèng)。

他把所有的精力都撲在了研發(fā)上面，吃飯對(duì)付幾口就行，困了瞇一會(huì)兒就夠。只要飛船能順利進(jìn)入太空，設(shè)備正常工作，便是最大的滿(mǎn)足。

2002年12月，西北戈壁深處的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，最低溫已經(jīng)降至-30℃左右。朱巖第一次來(lái)到發(fā)射場(chǎng)，見(jiàn)證自己的成果隨著神舟四號(hào)飛船飛向太空。

神舟四號(hào)飛船的技術(shù)狀態(tài)與一年后送楊利偉進(jìn)入太空的神舟五號(hào)飛船完全一致，在太空運(yùn)行過(guò)程中，它將探明運(yùn)行軌道的空間環(huán)境狀況，為下一步載人飛船的出行繪制“安全路況圖”，并積累科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

12月30日零時(shí)40分，長(zhǎng)征二號(hào)F火箭吐出巨大的火焰，拔地而起，將飛船順利送入預(yù)定軌道。

朱巖站在發(fā)射塔架數(shù)公里之外，感受著火箭起飛帶來(lái)的地面震動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)巨大的噪音、刺骨的寒風(fēng)，對(duì)他來(lái)說(shuō)都是一種享受，“中國(guó)航天，我來(lái)了!”他在心里默念著。

給天問(wèn)一號(hào)裝上利器

2003年起，我國(guó)航天發(fā)展進(jìn)入了黃金時(shí)代，一批批航天員進(jìn)入太空，停留時(shí)間從20多小時(shí)延長(zhǎng)到1個(gè)月;我國(guó)還開(kāi)啟了月球探測(cè)，先后發(fā)射嫦娥一號(hào)、二號(hào)繞月衛(wèi)星，三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)月球探測(cè)器。

在一系列航天任務(wù)的鍛煉中，朱巖不斷成長(zhǎng)。他先后擔(dān)任嫦娥一號(hào)、嫦娥二號(hào)衛(wèi)星的圖像壓縮主管設(shè)計(jì)師，確保了衛(wèi)星拍攝的月球影像高質(zhì)量傳回地面。他還在衛(wèi)星搭載設(shè)備數(shù)據(jù)的處理與傳輸方面取得了多項(xiàng)重大成果，獲得了多項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

2013年，隨著嫦娥三號(hào)探測(cè)器成功著陸月球表面，國(guó)人將目光瞄向了距離地球更遠(yuǎn)的火星。各類(lèi)科幻文學(xué)、影視作品為那個(gè)紅色的星球構(gòu)建起了足夠大的想象空間：大氣、水、生命……火星會(huì)不會(huì)成為人類(lèi)未來(lái)移民的第二家園?

老牌航天強(qiáng)國(guó)早已發(fā)射了一批批火星探測(cè)器，但面對(duì)數(shù)億公里外的神秘世界，依然難言胸有成竹，高達(dá)50%的失敗率讓國(guó)外的科學(xué)家堅(jiān)信：中國(guó)的探測(cè)器著陸火星至少要到2025年以后。但事實(shí)上，中國(guó)航天人早已開(kāi)啟了對(duì)火星探測(cè)的準(zhǔn)備工作：2013年，國(guó)家航天局提出“首次火星探測(cè)任務(wù)即實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞和著陸巡視探測(cè)”的目標(biāo)，啟動(dòng)了任務(wù)方案論證和實(shí)施。2016年，火星探測(cè)工程正式立項(xiàng)。后來(lái)，這個(gè)項(xiàng)目被命名為天問(wèn)一號(hào)，數(shù)千家單位、數(shù)萬(wàn)名科技工作者，為了同一個(gè)目標(biāo)，開(kāi)啟了長(zhǎng)達(dá)五年的奮斗。

當(dāng)年4月，朱巖領(lǐng)到了任務(wù)，出任天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器的有效載荷總設(shè)計(jì)師。

有效載荷，也叫做科學(xué)載荷，是指航天器上為完成特定任務(wù)而裝載的儀器設(shè)備、試驗(yàn)生物等，它們是航天器在太空中發(fā)揮最終使命的一個(gè)最重要的分系統(tǒng)。“雖然所占質(zhì)量不大，但件件都是精華，任何一件出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)影響既定的科學(xué)探測(cè)目標(biāo)。”朱巖說(shuō)。

按照總體設(shè)計(jì)，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器由環(huán)繞器和著陸巡視器組成，其中著陸巡視器又分為著陸平臺(tái)、火星巡視車(chē)。為了充分利用好這次火星探測(cè)任務(wù)，有效載荷團(tuán)隊(duì)為天問(wèn)一號(hào)配置了13套科學(xué)儀器載荷，其中環(huán)繞器7套、火星車(chē)6套。

要用好“探火”路上的每一分鐘。在設(shè)計(jì)儀器分布時(shí)，有效載荷團(tuán)隊(duì)精確到了探測(cè)器的每一個(gè)飛行階段，如在環(huán)繞器上配置了離子與中性粒子分析儀、能量粒子分析儀、甚低頻無(wú)線(xiàn)電接收設(shè)備，能在7個(gè)月的地火轉(zhuǎn)移軌道飛行途中觀測(cè)太陽(yáng)風(fēng)、空間粒子和電磁環(huán)境;環(huán)繞器上還配置了亞米級(jí)分辨率高清相機(jī)，在探測(cè)器抵達(dá)火星上空進(jìn)入環(huán)繞軌道時(shí)，可以拍攝火星表面的高清圖像。

2021年2月5日，國(guó)家航天局發(fā)布了天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器獲取的火星圖像，畫(huà)面中，火星阿茜達(dá)利亞平原、子午高原以及最長(zhǎng)的峽谷——水手谷等標(biāo)志性地貌清晰可見(jiàn)。這正是環(huán)繞器上高分辨率相機(jī)的功勞。

在探測(cè)器著陸火星后，著陸器上的6套儀器，包括多光譜相機(jī)、地形相機(jī)、火星車(chē)次表層探測(cè)雷達(dá)、火星表面成分探測(cè)儀、火星表面磁場(chǎng)探測(cè)儀、火星氣象測(cè)量?jī)x，將隨著火星車(chē)駛向遠(yuǎn)方，發(fā)現(xiàn)更多的未知奧秘。

再小的問(wèn)題也要?dú)w零

天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器有效載荷分系統(tǒng)的直接責(zé)任研制單位多達(dá)12家，分布在北京、上海、長(zhǎng)春等多個(gè)城市，參與科研人員上千人，如火星車(chē)上搭載的成分探測(cè)儀來(lái)自中科院上海技術(shù)物理所，環(huán)繞器上的高分辨率相機(jī)來(lái)自中科院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所。作為總設(shè)計(jì)師，朱巖要統(tǒng)籌調(diào)度好這些單位的研制力量，確保每套儀器的研制進(jìn)度、質(zhì)量情況，都在掌握之中。

2016年6月，有效載荷儀器初樣研制啟動(dòng);

2018年，正樣研制啟動(dòng);

2019年，正樣轉(zhuǎn)入探測(cè)器整體總裝、測(cè)試……

當(dāng)年，正樣設(shè)備在進(jìn)行高低溫試驗(yàn)時(shí)，某個(gè)有效載荷設(shè)備突然采集不到數(shù)據(jù)，大家頓時(shí)緊張起來(lái)。到底是哪里出了問(wèn)題?朱巖當(dāng)即拍板：歸零!查設(shè)計(jì)、查工藝、查材料、查裝配流程。

經(jīng)過(guò)兩周沒(méi)日沒(méi)夜的努力，問(wèn)題終于被發(fā)現(xiàn)：原來(lái)是電控板上一個(gè)晶振與相關(guān)電路的配合時(shí)序在特定溫度環(huán)境下出現(xiàn)了問(wèn)題。這種設(shè)計(jì)方案在之前的航天任務(wù)中也曾用過(guò)，從未出現(xiàn)問(wèn)題，“以前沒(méi)問(wèn)題，不代表以后就沒(méi)問(wèn)題。一定要厘清癥結(jié)，找到根源。”朱巖向該儀器的研發(fā)團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，“天問(wèn)一號(hào)不允許帶著任何隱患踏上‘探火之路’。”

最終，科研人員成功排除了這一隱患。

朱巖說(shuō)，航天工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，絕不能“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。一旦出現(xiàn)異常，再小的問(wèn)題也要?dú)w零，從第一步至最后一步，直到問(wèn)題完全解決。“地面上的嚴(yán)苛，就是為了設(shè)備在火星上不出故障。”

2020年4月5日，朱巖和同伴們登上了飛往海南的航班。他們將在文昌發(fā)射場(chǎng)對(duì)探測(cè)器有效載荷進(jìn)行最后的測(cè)試。銅鼓嶺畔，椰風(fēng)飄香，但大家無(wú)暇欣賞美景。最后的測(cè)試階段，誰(shuí)也不敢放松。從地球到火星，最遠(yuǎn)距離長(zhǎng)達(dá)4億公里。地面發(fā)出的指令傳到探測(cè)器，需要大約20分鐘;探測(cè)器執(zhí)行的動(dòng)作效果如何，地面也得20分鐘后才能知曉。因此，所有設(shè)備必須獨(dú)立自主、高可靠。

2020年7月23日中午，長(zhǎng)征五號(hào)火箭一飛沖天，強(qiáng)大的推力將天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器送入了地火轉(zhuǎn)移軌道。“開(kāi)門(mén)紅!相信天問(wèn)一號(hào)一定能順利抵達(dá)火星。”在文昌發(fā)射場(chǎng)，朱巖自信地說(shuō)。

天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器回報(bào)了有效載荷團(tuán)隊(duì)的信心與努力。長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的地火轉(zhuǎn)移軌道飛行中，它順利完成了1次深空機(jī)動(dòng)和4次中途軌道修正，于2021年2月10日成功被火星引力捕獲，成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星。

2021年5月15日凌晨1時(shí)許，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器在停泊軌道實(shí)施降軌，機(jī)動(dòng)至火星進(jìn)入軌道。4時(shí)許，著陸巡視器與環(huán)繞器分離，歷經(jīng)約3小時(shí)飛行后，進(jìn)入火星大氣，經(jīng)過(guò)約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖，于7時(shí)18分成功軟著陸于預(yù)選著陸區(qū)。

在北京航天飛行控制中心，天問(wèn)一號(hào)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋、探測(cè)器系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫澤洲、有效載荷分系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師朱巖緊盯著大屏幕，等待著陸巡視器發(fā)回的遙測(cè)信號(hào)。約20分鐘后，歡呼聲和掌聲響徹指揮大廳。

5月22日，“祝融號(hào)”火星車(chē)駛離著陸平臺(tái)，正式開(kāi)啟在火星表面的巡視探測(cè)。朱巖團(tuán)隊(duì)為之配備的6套儀器閃亮登場(chǎng)。

其中，表面磁場(chǎng)探測(cè)儀是國(guó)際上首次在火星表面開(kāi)展移動(dòng)磁場(chǎng)測(cè)量，以期獲得精細(xì)尺度的火星磁場(chǎng)信息;表面成分探測(cè)儀能發(fā)射高能激光，氣化火星表面的巖石，通過(guò)激光誘導(dǎo)光譜方式，獲取火星表面巖石的化學(xué)元素組成信息，有望為古生物學(xué)家提供火星是否曾存在生命跡象的線(xiàn)索。

“相信天問(wèn)一號(hào)能給我們帶來(lái)更多的驚喜。”朱巖說(shuō)。

朱巖還用航天人的精神傳承來(lái)陶冶自己。2018年，國(guó)家空間科學(xué)中心建立60周年，他創(chuàng)作了一首《九章》，紀(jì)念自己的偶像，我國(guó)人造衛(wèi)星事業(yè)的奠基人、“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者趙九章。他寫(xiě)道：巍巍九章，鳳棲高岡，其鳴鏘鏘，將翱將翔?；突途耪?，于彼朝陽(yáng)，空間科學(xué)，宇宙之光……(張航)