扒一扒火星探測史

林文杰

火星作為距離地球較近的一顆類地行星，自古就有許多傳說。許多古文明都有相關(guān)的火星觀測記載，但對火星進行系統(tǒng)的科學(xué)研究是在望遠鏡被發(fā)明后。人類從1960年開始，才算真正進入火星探測的時代。

冷戰(zhàn)時期，蘇聯(lián)和美國的太空爭霸戰(zhàn)，將探索的目標(biāo)指向了深空，這也拉開了人類火星探測的序幕。蘇聯(lián)發(fā)射了人類歷史上第一個火星探測器，雖未成功卻是吹響了號角。1964年11月，美國的火星探測器水手3號成功發(fā)射，后發(fā)趕超。隨后，歐洲等國相繼加入角逐，搶灘火星這塊處女地，隨著各國火星探測器的陸續(xù)上天，火星的奧秘被逐漸揭開……

火星探測，蘇聯(lián)吹響號角

1960年10月，蘇聯(lián)發(fā)射了人類歷史上第一個火星探測器，不幸的是，它還未進入地球軌道就宣告任務(wù)失敗了。4天后，蘇聯(lián)再次發(fā)射第二個探測器，也遭遇了失敗。到1962年，蘇聯(lián)再次發(fā)射火星探測器也未能成功。

自1960年開始直到1971年間，蘇聯(lián)進行的火星探測計劃幾乎都以失敗告終。直到1971年，蘇聯(lián)發(fā)射火星2號探測器，最終成功進入火星軌道。

穩(wěn)中求進，美國后發(fā)趕超

事實總是如此殘酷，蘇聯(lián)雖比美國早4年發(fā)射，但卻被美國后發(fā)趕超。美國國家航空航天局（NASA）對于火星的探索也不甘落后，緊跟著蘇聯(lián)的步伐，也于1964年發(fā)射了第一個火星探測器（水手3號），不過也未能成功進入軌道，任務(wù)宣告失敗。但是，美國于1964年發(fā)射的第二個火星探測器（水手4號），卻成功抵達火星軌道并實現(xiàn)“飛掠”，發(fā)回了大量寶貴的一手資料。它在距火星表面近1萬千米的高度上拍攝到第一張火星的近照，還對火星周圍的空間粒子環(huán)境進行了研究，成果豐厚。

?美國國家航空航天局肯尼迪航天中心的飛行器裝配大樓

20世紀(jì)70年代，美國國家航空航天局的水手系列末期任務(wù)——水手9號成功進入火星軌道。在這之后，美國又發(fā)射了海盜系列探測器，該系列探測器由軌道器和著陸器構(gòu)成。其中，海盜1號的著陸器于1976年9月成功登陸火星，并且成功傳回了火星表面的照片。海盜系列實現(xiàn)對火星的第一次成功軟著陸，基本奠定了人類火星探測的基礎(chǔ)。

1996年，美國勘探者號探測器成功進入火星軌道，它連續(xù)工作了10年之久。緊接著本世紀(jì)初，火星奧德賽探測器（主要了解火星表層構(gòu)成和輻射環(huán)境）、機遇號和勇氣號火星車（主要收集有關(guān)Fe2O3及硫酸鹽的信息，以證明是否存在或曾存在過水）、火星勘測軌道飛行器（主要是高分辨率地詳細(xì)考察火星，尋找往后適合的登陸點并提供高速的通訊傳遞功能）、鳳凰號（主要對火星尚未探測過的北極地區(qū)展開勘測）、好奇號（主要探尋火星上的生命元素）等都非常成功。憑借這些探測器，美國幾乎實現(xiàn)了對火星的立體勘察，發(fā)現(xiàn)了火星季節(jié)性液態(tài)水以及遠古海洋環(huán)境的證據(jù)，揭開了火星大氣的消失之謎。當(dāng)然，美國國家航空航天局也有數(shù)次失敗的案例，但成功的概率遠高于蘇俄。

?印度的曼加里號火星探測器

歐洲起步較晚，頗有成果

歐洲在火星深空探測上起步較晚。2003年，歐洲空間局（ESA）發(fā)射了火星快車號探測器，其軌道器運行正常，但其著陸器—獵兔犬2號卻失蹤了。有趣的是，2015年年初，美國國家航空航天局的火星探測軌道飛行器MRO發(fā)現(xiàn)了疑似失蹤的獵兔犬2號：軌道圖像顯示此著陸器已成功登陸火星，但是未能打開電池板，因此無法與地球取得聯(lián)系。當(dāng)年，歐洲空間局以為此著陸器已墜毀于火星表面，沒想到，它就這樣失蹤了十多年，算是火星探測史上的離奇事件。

憑借火星快車任務(wù)，歐洲的火星探測也取得了重大發(fā)現(xiàn)。如據(jù)火星快車號太空飛船上的高分辨率立體相機HRSC拍攝的照片顯示，在火星北極附近一個未命名的環(huán)形山的底部，有一塊水凝結(jié)成的冰。另外，2004年，火星快車號探測器的紫外線和紅外線大氣層光譜儀發(fā)現(xiàn)了火星極光的存在。目前，火星快車號已繞火星達5000多次，傳回了大量的資料和地表影像，也為火星探測做出了巨大的貢獻。

未來，多國躍躍欲試

在火星探索上，其他國家的貢獻還非常有限。印度于2013年成功發(fā)射了火星探測器，創(chuàng)造了一個尷尬的紀(jì)錄，即史上最便宜的火星計劃（費用7500萬美元），投資額還不及一部好萊塢大片。印度的態(tài)度很明確，解決了有沒有的問題，也算“亞洲第一”。

中國國家航天局曾與俄羅斯聯(lián)邦航天局合作，希望共同探索火星。2011年，中國的螢火一號火星探測器搭載俄羅斯的運載火箭發(fā)射，本可以在印度之前取得成功，但因運載火箭發(fā)射失敗，螢火一號與俄羅斯的福布斯號火星探測器一起墜入了太平洋。

在21世紀(jì)第二個十年內(nèi)，火星探索動力最強勁的仍是美國，下一步，他們計劃在火星上軟著陸，同時把火星土壤樣本帶回地球。如果成功，算是一次無人火星返回任務(wù)，這將為2030年載人登陸火星并返回積累經(jīng)驗。此外，歐洲方面也加強了與俄羅斯的合作，推出了ExoMars（Exobiology on Mars）任務(wù)，也試圖把著陸器送上火星。

火星探測時間軸

隨著越來越多的國家加入角逐，人類火星探測的技術(shù)也越加純熟。每一次的成功與失敗，都是火星探測史的重要節(jié)點，也是探測技術(shù)的試煉與飛躍。尤其有一些事件，已被火星科學(xué)家們深深記住。