[太阳系] 人类探测火星的历史:已发射43个探测器


  文章来源:“天文茶餐厅”微信号


  为什么要探测火星?我想请著名天文学家、科普作家卡尔·萨根来回答——他在1996年应NASA要求而写的《真实的火星地表景观》的报告中列举了探测火星的理由:


  1。火星是地球上人类可以探索的距离较近的行星之一;


  2。大约40亿年以前,火星与地球气候相似,也有河流、湖泊甚至可能还有海洋,未知的原因使得火星变成今天这个模样。探索使火星的气候变化的原因, 对保护地球的气候条件具有重大意义;


  3。火星有一个巨大的臭氧洞,太阳紫外线没遮拦地照射到火星上。可能这就是海盗1号、海盗2号未能找到有机分子的原因。火星研究有助于了解地球臭氧层一旦消失对地球的极端后果;


  4。在火星上寻找历史上曾经有过的生命的化石, 这是行星探测中最激动人心的目的之一,如果找到,就意味着只要条件许可生命就能在宇宙中行星上崛起;


  5。查明今日火星上有无绿洲,绿洲上有无生命以及生命存在的形式类型;


  6。火星探测是许多新技术的试验场地, 这些技术包括大气制动利用火星资源产生氧化剂和燃料返程用遥控自动仪和取样远程通讯等;


  7。虽然南极陨石提供了火星上少数未知地域的样本,但只有空间探测才能窥其全貌;


  8。从长期来看, 火星是一个可供人们移居的星球;


  9。由于历史的原因,公众对火星探测的支持和共鸣是任何其它空间探测对象难以相比的火星探测是进行国际合作的理想项目。


  可以说,这些理由有的符合公众的好奇与期待,有的是科幻迷或者梦想家喜欢的,还有的是迎合宇宙的口味。不管怎样,火星是离地球最近最有可能(不管是过去还是现在亦或是将来)适合生命形态的另一个世界,这已经得到了几乎全世界科学家的一致认同,有这一条理由足矣!


  探测历史


  和载人航天以及探月任务一样,前苏联是探测火星的先驱。但是事实证明,老毛子搞的东西太粗线条,探测火星这种精细活已经超过了他们的能力,在这份成绩单上可谓惨不忍睹。从1960年起到2011年(算上俄罗斯)总共向火星发射了20个探测器,居然无一成功!其中,还值得一说的是2011年11月9日俄罗斯“天顶号”运载火箭搭载着俄罗斯“福布斯-土壤”探测器发射升空,但没能成功入轨,中国的首个火星探测器“萤火一号”也搭载在其内部也不幸失利。由于是搭着别人的车,所以我们还是把帐算在俄罗斯人头上。


  总结一下:人类至今发射43个火星探测器,成功17.5次(欧空局的“火星快车”取得部分成功),失败25.5次。其中美国成功16次,失败4次,另有日本的“希望号”失败,以及前不久成功入轨的印度“曼加里安号”火星探测器。


  火星探测器名人堂


  水手4号


  水手4号(Mariner 4)是人类第一个成功飞越火星的探测器,1964年11月28日发射,经过7.5个月航程后,于1965年7月14日-7月15日飞越火星。水手4号的所有实验几乎都获得了成功,它从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片,传回了共计5.2MB数据——只不过相当于现在一首5分钟的mp3格式的歌曲。它传回了第一张火星表面的照片。照片显示了类似月球的陨石坑地貌——不过在后来的任务中发现这是火星的古老地貌,在火星上却并不是典型的。此次任务中估计表面大气压为4.1至7.0毫巴(410~700帕斯卡),白天气温摄氏-100度,没有侦测到磁场,可以说是个相当严酷的环境。水手4号的发现给盛极一时的火星人主题科幻小说沉重的打击。此后水手6号和水手7号也再次证实火星没有运河没有水,十分荒凉。


  水手9号


  水手9号(Mariner 9)于1971年5月30日发射, 1972年1月3日成功进入环绕火星的轨道,成为第一个环绕火星飞行的人造卫星,其近火点为1390千米,远火点为17920千米,运行周期为12小时34分钟。“水手9号”成功拍摄了火星全貌,发回7329张照片,确认火星上并不存在运河,火星的一个半球上有许多环行山,外貌很象月球,另一个半球则比较平坦。它发现了火星上具有火山及峡谷,其中包括一条4800公里长的大峡谷,后来该峡谷就被命名为“水手谷”。1972年10月27日,水手9号耗尽能源而坠入火星大气中。


  海盗1号、2号


  这是一堆孪生兄弟,又称维京号结构完全一样。海盗1号于1975年8月20发射升空,1976年6月19日进入火星的轨道, 1976年7月20日着陆器在Chryse平原软着陆着陆成功。海盗2号于1975年9月9日发射,于1976年8月7日进入火星轨道,并且相当任性地在1976年9月3日在乌托邦平原成功着陆。它们证实了火星是一个荒凉的世界,有大峡谷、 山脉以及蜿蜒曲折、外貌酷似河床的结构物,虽有环形山,但比月面上要少得多。火星表面大气极其稀薄,地表大气压仅相当于地球上海拔3万米高度处的大气压,一旦有液态水存在,就会立即蒸发光。科学家根据传回的资料分析火星表面的水很可能与固态二氧化碳一样,被冻结在南北两极的极冠中。海盗2号还意外地监测到一次火星地震。


  火星全球勘测者


  1997年9月11日,美国火星全球勘测者探测器进入高度378公里周期为117.65分钟的环火星轨道。火星全球勘测者探测器质量为1031千克,载有7台仪器。它是美国火星生命计划的一部分,主要任务是拍摄火星表面的高分辨率图像,研究火星的地貌和重力场探测火星的天气和气候,分析火星表面和大气的组成,巧妙的轨道设计可以确保它观测范围覆盖火星全球。它发现了火星地壳有更为广泛的分层现象;火星上有海洋的遗迹;揭开了著名的火星“人脸”只不过是一座小山的谜团。



  火星探路者


  火星探路者(Mars Pathfinder, MPF)是美国国家航空航天局的1996年火星探测计划,于1997年07月04日在火星表面着陆。它携带的索杰纳号(Sojourner)火星车,是人类送往火星的第一部火星车,大小和微波炉差不多。该计划从提出到发射仅用了3年零2个月,费用不到1.5亿美元,不得不说是个奇迹。这辆小车可以在地球研究人员控制下在着陆器周围200多米半径范围内移动,不过速度只有1厘米/秒。它对火星上的岩石和土壤进行探测和分析;使人类对火星气候有了更深入的了解;证实了“海盗”号飞船21年前的发现即几十亿年前火星阿瑞斯平原曾发生过特大洪水。



  火星勘测轨道飞行器


  火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)是史上最成功的火星探测器之一,2005年8月12日发射,其主要目的是寻找火星上是否有水存在的证据,并且收集火星大气与地理的特征,可以说是专门为破解火星生命之谜而设计的。它搭载着高分辨率成像科学设备HiRISE、火星专用小型侦察影像频谱仪CRISM、浅地层雷达Shallow Subsurface Radar、火星气候探测器MCS 等设备,以前所未有的分辨率对火星这颗红色行星进行详细考察,好比是把一个高清摄像头安装在别人家门口。它发现北极冰盖体积相当于格林兰岛30%大小;发现了5个存在水冰的位置;发现火星上分布着广泛的氯化物;最最重要的发现是,2011年8月4日,NASA宣布MRO侦察到火星在温暖的月份里,其表面似乎存在流动的液态水。



  机遇号&勇气号火星车


  又是一对杰出的双子星,名字都是美国亚利桑那州的9岁女孩索菲·科利斯起的。机遇号于2004年1月25日登陆,勇气号于2004年1月3日登陆。哥儿俩都是长1.6米、宽2.3米、高1.5米,约180公斤重。它们都是人类行星探测史上的奇迹,原来计划工作90个火星日,结果勇气号工作了7年,机遇号已经服役超过11年,在火星上跑出了马拉松的路程,至今仍然很健康。它们在火星表面自由行走,有着许多新发现,那是几天都讲不完。如发现部分火星表面上洒落着赤铁矿球体、火星子午线平原上富含硫酸盐的突起物、被称为“蓝莓”的沙质表面上小球体、发现巨大地下水层,甚至还找到了一块陨石。





  好奇号火星车


  好奇(Curiosity)号火星探测器是美国第七个火星着陆探测器,第四台火星车,也是第一辆采用核动力驱动的火星车,其使命是探寻火星上的生命元素,项目总投资达到了25亿美元,于2012年8月6日抵达火星。好奇号长3.0米、宽2.8米、高2.1米、臂展2.1米,重量达到了近3900公斤。它携带有桅杆相机MastCam、火星样本分析仪SAM、化学与矿物学分析仪CheMin、化学与摄像机仪器ChemCam、阿尔法粒子X射线分光计APXS、中子反照率动态探测器DAN、辐射评估探测器RAD等主要设备。好奇号将其登陆火星后获得的第一铲细粒土壤加热到835摄氏度的高温,结果分解出水、二氧化碳以及含硫化合物等物质,其中水的质量约占2%。


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太阳系 人类 探测 火星 历史 发射 43个

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