扒一扒火星探测史

2016-03-07林文杰

知识就是力量 2016年3期

林文杰

火星作为距离地球较近的一颗类地行星，自古就有许多传说。许多古文明都有相关的火星观测记载，但对火星进行系统的科学研究是在望远镜被发明后。人类从1960年开始，才算真正进入火星探测的时代。

冷战时期，苏联和美国的太空争霸战，将探索的目标指向了深空，这也拉开了人类火星探测的序幕。苏联发射了人类历史上第一个火星探测器，虽未成功却是吹响了号角。1964年11月，美国的火星探测器水手3号成功发射，后发赶超。随后，欧洲等国相继加入角逐，抢滩火星这块处女地，随着各国火星探测器的陆续上天，火星的奥秘被逐渐揭开……

火星探测，苏联吹响号角

1960年10月，苏联发射了人类历史上第一个火星探测器，不幸的是，它还未进入地球轨道就宣告任务失败了。4天后，苏联再次发射第二个探测器，也遭遇了失败。到1962年，苏联再次发射火星探测器也未能成功。

自1960年开始直到1971年间，苏联进行的火星探测计划几乎都以失败告终。直到1971年，苏联发射火星2号探测器，最终成功进入火星轨道。

稳中求进，美国后发赶超

事实总是如此残酷，苏联虽比美国早4年发射，但却被美国后发赶超。美国国家航空航天局（NASA）对于火星的探索也不甘落后，紧跟着苏联的步伐，也于1964年发射了第一个火星探测器（水手3号），不过也未能成功进入轨道，任务宣告失败。但是，美国于1964年发射的第二个火星探测器（水手4号），却成功抵达火星轨道并实现“飞掠”，发回了大量宝贵的一手资料。它在距火星表面近1万千米的高度上拍摄到第一张火星的近照，还对火星周围的空间粒子环境进行了研究，成果丰厚。

美国国家航空航天局肯尼迪航天中心的飞行器装配大楼

20世纪70年代，美国国家航空航天局的水手系列末期任务——水手9号成功进入火星轨道。在这之后，美国又发射了海盗系列探测器，该系列探测器由轨道器和着陆器构成。其中，海盗1号的着陆器于1976年9月成功登陆火星，并且成功传回了火星表面的照片。海盗系列实现对火星的第一次成功软着陆，基本奠定了人类火星探测的基础。

1996年，美国勘探者号探测器成功进入火星轨道，它连续工作了10年之久。紧接着本世纪初，火星奥德赛探测器（主要了解火星表层构成和辐射环境）、机遇号和勇气号火星车（主要收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明是否存在或曾存在过水）、火星勘测轨道飞行器（主要是高分辨率地详细考察火星，寻找往后适合的登陆点并提供高速的通讯传递功能）、凤凰号（主要对火星尚未探测过的北极地区展开勘测）、好奇号（主要探寻火星上的生命元素）等都非常成功。凭借这些探测器，美国几乎实现了对火星的立体勘察，发现了火星季节性液态水以及远古海洋环境的证据，揭开了火星大气的消失之谜。当然，美国国家航空航天局也有数次失败的案例，但成功的概率远高于苏俄。

印度的曼加里号火星探测器

欧洲起步较晚，颇有成果

欧洲在火星深空探测上起步较晚。2003年，欧洲空间局（ESA）发射了火星快车号探测器，其轨道器运行正常，但其着陆器—猎兔犬2号却失踪了。有趣的是，2015年年初，美国国家航空航天局的火星探测轨道飞行器MRO发现了疑似失踪的猎兔犬2号：轨道图像显示此着陆器已成功登陆火星，但是未能打开电池板，因此无法与地球取得联系。当年，欧洲空间局以为此着陆器已坠毁于火星表面，没想到，它就这样失踪了十多年，算是火星探测史上的离奇事件。

凭借火星快车任务，欧洲的火星探测也取得了重大发现。如据火星快车号太空飞船上的高分辨率立体相机HRSC拍摄的照片显示，在火星北极附近一个未命名的环形山的底部，有一块水凝结成的冰。另外，2004年，火星快车号探测器的紫外线和红外线大气层光谱仪发现了火星极光的存在。目前，火星快车号已绕火星达5000多次，传回了大量的资料和地表影像，也为火星探测做出了巨大的贡献。

未来，多国跃跃欲试

在火星探索上，其他国家的贡献还非常有限。印度于2013年成功发射了火星探测器，创造了一个尴尬的纪录，即史上最便宜的火星计划（费用7500万美元），投资额还不及一部好莱坞大片。印度的态度很明确，解决了有没有的问题，也算“亚洲第一”。

中国国家航天局曾与俄罗斯联邦航天局合作，希望共同探索火星。2011年，中国的萤火一号火星探测器搭载俄罗斯的运载火箭发射，本可以在印度之前取得成功，但因运载火箭发射失败，萤火一号与俄罗斯的福布斯号火星探测器一起坠入了太平洋。

在21世纪第二个十年内，火星探索动力最强劲的仍是美国，下一步，他们计划在火星上软着陆，同时把火星土壤样本带回地球。如果成功，算是一次无人火星返回任务，这将为2030年载人登陆火星并返回积累经验。此外，欧洲方面也加强了与俄罗斯的合作，推出了ExoMars（Exobiology on Mars）任务，也试图把着陆器送上火星。