师：同学们，今天我们来完成一个问题研究，课题是“火星基地应该是什么样子”。在探讨这个话题前，我们先回忆一个精彩瞬间。2020 年 7 月 23 日，在海南文昌航天发射场，长征五号运载火箭搭载着天问一号火星探测器一飞冲天，奔赴火星。其实在天问一号升天前后几天，阿联酋的希望号和美国的毅力号也先后向火星进发。各国科学家为何都聚焦火星呢？我们先来看段视频。

　　（播放视频）

　　师：看了视频，感受到我国科学家对探索火星的热情与期望，大家对火星感兴趣的原因是什么呢？我总结了几个可能的原因，大家看看是否类似。一是探索未知是人类的天性；二是从人类种族延续角度，地球和人类在宇宙中渺小且短暂，为保证种族延续，人类可能需成为多星球生物，探索地外星球居住地；三是地球日益拥挤，环境令人担忧，火星可能成为人类第二家园，即地球移民的新大陆；四是研究其他行星能促进对地球的了解，地球演化要素复杂，而其他行星演变单纯，可借此还原地球产生与发展历史；五是火星离地球近，是八大行星中与地球第二近的行星，且环境类似，常被称为地球的“孪生兄弟”或“行星姐妹”。

　　师：我们来看火星的概况。这是火星探测器发回的照片，火星和地球一样有多样地形，有高山、平原和峡谷。左边是火星最大的峡谷——水手峡谷，也是太阳系最大、最长的峡谷之一，长可达 4000 千米，深达 7 千米。右边图上有太阳系最高的山峰——奥林帕斯火山，高度是地球上珠穆朗玛峰的 2.5 倍。火星上还有宽阔蜿蜒的河床，比如赫伯斯峡谷。火星基本是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，沙尘悬浮，常发生大沙尘暴，甚至能维持几个月至半年。

　　（展示卫星图片）

　　师：左边是正常无沙尘暴时的火星，右边是沙尘暴遮天蔽日的场景。了解完外貌，我们来看科学的数据档案。（展示太阳系行星位置关系图和地球、火星对比表格）给同学们 3 分钟时间，读图表并探讨一个问题：结合地球上生物生存演化的条件，说说火星有哪些支持生物存在的条件，哪些会对生物生存造成影响？我们之前学过地球上生命生存的条件，大家对照表格探讨。

　　（学生讨论）

　　师：好，经过讨论，我们总结一下。从太阳系位置图看，火星与地球相邻，有安全的宇宙环境，太阳系八颗行星各行其道、互不干扰，太阳处于壮年期，光照稳定。比较表格可知，日火距离稍大于日地距离，火星表面温度稍低，但仍处于理论上生物的宜居地带，其表面温度为零下 23 摄氏度。火星体积和质量比地球小，能形成一定引力和大气层，但引力偏小，空气稀薄。火星自转周期和地球接近，约 23 - 24 小时，但因空气稀薄，热得快冷得也快，昼夜温差大，温度跨度超 100 度。火星公转周期是 1.9 年，公转离心率大，公转轨道更扁，近日点和远日点距离差大，气温年较差也大。火星大气成分是氮气和二氧化碳，与地球不同，不适宜人类呼吸，需改造。

　　师：了解火星档案后，我们看看火星探索之路。以天问一号为例，通往火星绝非坦途。人类共进行 44 次火星探索活动，成功仅 24 次。首先要有推力巨大的火箭克服地球引力进入太空，探测器要按复杂轨道精准飞行 4 亿多公里，经过 6 个多月旅行，靠近火星时要适度刹车、精准减速进入环绕轨道，任何环节出错都前功尽弃。即便如此，也未减弱我们对火星探索的热情。

　　（播放视频）

　　师：探测器抵达火星轨道只是第一步，火星车面临更严酷考验。火星车在隔热罩保护下，以每小时 18000 千米的速度高速进入火星大气层，超高速摩擦产生高温。经历上千度高温考验后，降落伞减速，随后开启全自动驾驶模式，自主完成减速悬停，避开复杂地形后降落至火星表面。后续，火星车将开展为期 3 个月的巡视探测。

　　师：看了视频，感觉追星之路艰难。自人类第一个火星探测器登陆火星 50 年来，成败各半。（展示火星着陆器和火星车分布示意图）这是火星着陆器和火星车的分布示意图，亮颜色（白色）表示任务成功，灰色表示任务失败，虚线表示预计成功。我们的天问一号有预计着陆地点。整个追星之路有路线图，先抵达，然后卫星环绕探测，接着探测器着陆到火星表面探测，完成探测后，先驱者建设基地，期望火星环境地球化，使其成为人类真正家园。我们中国的天问一号很有特色，一次性完成抵达、环绕、着陆探测，美苏国家完成这一过程大概需耗时 36 年，我们一次就完成，我们应感到骄傲并肩负使命感。