人造卫星、宇宙飞船、载人航天、登月计划、火星探测……随着航天科技的进一步发展，人们对太空的探索在科技创新中焕发出新的光彩。
深空探测是人类航天技术发展的高级阶段，是对地外天体或空间进行的探测活动。目前深空探测的重点方向为：月球探测、火星探测、小行星与彗星的探测、太阳探测、水星与金星的探测、巨行星及其卫星的探测。
针对不同的探测对象，深空探测也面临着不同的挑战。以月球探测和火星探测为例，两者不同的环境特点会为深空探测任务的开展带来不同的影响。
月球环境包括近月空间环境和月球表面环境两类。其中，近月空间环境包括辐射、真空和微流星等；月球表面环境包括月球重力场环境、月球表面温度环境、月壤与月尘以及月球表面地形地貌等。不同的月球表面环境会对月球探测产生不同的影响。
比如月球重力环境，由于月球重力加速度仅为地球重力加速度的1/6，因此在这样的重力场环境下，人的操作和运动机械的动力性能都会有所改变。
再比如月球表面温度环境（月球热环境），包括太阳直接辐照、月球反照、月球表面红外辐射等多种因素。月球在黑夜和白昼的温差极大，黑夜极限温度可达-180℃，太阳直接照射时的极限温度可达+150℃，如此悬殊的差距，势必会给在月球表面行走的探测器带来前所未有的挑战。
我们都知道，由于月球没有大气层，因此月球表面的地形地貌整体呈现出坑坑洼洼的特点，月坑、高地、月海、悬崖和沟壑等起起伏伏，月壤、斜坡和裸露着的大量岩石碎块，皆是月球车行进的“拦路虎”。因此，加强对月球表面地形地貌的了解，合理选择着陆场、规划月球车探测路线，是保证月球车“畅行”的前期标准和重要工作。月尘的存在也是月球探测工作中必须要考虑到的问题，由于月尘是月岩风化后的产物，携带着静电荷，具有很强的粘接性，因此对探月设备的轴承、齿轮和其他构件具有很强的腐蚀性。
随着空间技术的不断发展，人类探测月球的方式也在不断进步，已有近旁飞越月球探测、撞击月球表面探测、环月探测、软着陆探测、采样返回探测、载人登月探测等多种方式，用以开展越来越丰富的月球探测活动。
火星是太阳系中的第四颗行星，火星的探测环境并不比月球轻松。其中火星重力场、火星大气、火星表面温度、火星气象、火星地形地貌等，是开展火星观测活动面临的巨大挑战。
首先，火星表面的平均重力加速度为3.7252m/s²，其数值约等于地球表面平均重力加速度的38％。
其次，火星的大气层很薄，主要成分是二氧化碳，薄薄的大气层使其难以通过大气运动传递表面的热量，因此火星表面的温度变化较大。
第三，火星与地球一样拥有多样的地形，包括高山、峡谷、平原，还有许多河道。火星的地表环境也很差，基本上是沙漠，沙丘、砾石遍布，并且南北半球地貌特征差异很大，南半球坑化速度更快，演变为混乱无序的、侵蚀较严重的多丘陵地形。
第四，火星环境中最令人苦恼的还是火星风的存在，它是火星上一种常见的魔鬼天气，由于火星的风速是地球风速的近10倍，因此威力巨大的火星风会带来持续数月的剧烈尘暴，弥漫整个火星，堪称火星的“至暗时刻”，严重影响光学探测的可见度。
由此可见，无论是月球探测还是火星探测，都可谓困难重重，但以月球探测和火星探测为代表的深空探测是人类了解地球、太阳系和宇宙，进而考察、勘探和定居太阳系地外天体的第一步。相信随着深空探测技术的飞速发展，人类必将向更远的深空进发。
本文由国家遥感中心副研究员鲁暘筱懿进行科学性把关。
科普中国中央厨房
新华网科普事业部
科普中国-科学原理一点通
联合出品
更多精彩内容，请下载科普中国客户端。
