文/宗合
航天技術誕生后,人類先后40多次發射火星探測器,雖然有近半數失敗,但是那些成功的探測器取得了非凡的成就。在這些成功的探測器中,有4輛可以在火星上行駛的火星車,它們都是由美國宇航局(NASA)研制并發射的,迄今為止在火星上已經行駛共計超過70公里。目前,好奇號火星車仍在運行中,它將不斷打破在火星上的行駛記錄,并為我們揭開更多的火星秘密。
“索杰納”是NASA的第一臺火星車,1997年它隨“火星探路者”一起登陸火星,隨后開始在火星表面展開科學考察工作。從1997年7月4日登上火星之后,“索杰納”就開始傳回那里的圖像及每日的天氣情況。在火星上工作的幾個月里,“索杰納”共行駛了90多米,分析了巖石成分,拍攝了500多幅照片,“索杰納”原來的設計壽命為7天,但實際卻工作了3個月,是原設計時間的12倍多。
中文名稱:索杰納
外文名稱:Sojourner
發射時間:1996年12月4日
著陸時間:1997年7月4日
失聯時間:1997年10月7日
任務時長:3個月
行駛里程:90多米
著陸點:阿瑞斯平原
著陸方式:緩沖氣囊
動力:太陽能電池陣列,備用鋰電池
車輪直徑:13厘米
寬度:0.48米

▲ 圖中3輛火星車自左至右分別為勇氣號、 索杰納號、好奇號
長度:0.63米
重量:10.5千克
運載器:德爾塔2運載火箭
黑白相機:對火星表面進行拍攝
彩色相機:可對附近目標拍攝特寫鏡頭
阿爾發粒子X射線分光計:能現場分析巖石的化學成分,并將分析結果傳回地面控制中心
“勇氣號”是NASA2003年火星探測計劃兩部雙胞胎火星車中的第一部,代號MER-A。它于2004年1月3日登陸火星,最后一次向地球發回信息是在2010年3月22日,這是火星的寒冬即將來臨的日子。在2208個日夜里,它行駛了7730.50米,傳回了124000張圖片,證明了火星曾經有熱泉口、因此可能曾有微生物生命。第37452號小行星以它的名字命名。
中文名稱:勇氣號
外文名稱:Spirit, MER-A
發射時間:2003年6月10日
著陸時間:2004年1月3日
失聯時間:2011年5月25日
任務時長:7年
行駛里程:7.7公里
著陸點:古謝夫隕石坑
著陸方式:減速火箭 充氣氣囊
動力:太陽能電池板
尺寸:長1.6米、寬2.3米、高1.5米
重量:174千克
運載器:德爾塔2運載火箭
全景相機:位于火星車頭部的兩臺相機高度與人眼高度差不多,使火星車能像站在火星表面的人一樣環視四周,用以調查當地巖層的結構、顏色、礦物學和組織。
導航相機:視野較大但是分辨率低且是黑白的,用以導航和行走。
微熱放射光譜儀:近距離分辨可能的巖石和土壤并決定作用形成的原因。
危險回避相機:兩臺具有120度視野的B&W相機,提供車上額外的資料顯示周圍環境。
穆斯鮑爾分光計MIMOS II:用來實地觀察對于含鐵巖石與土壤的礦物學研究。
阿爾發粒子X射線分光計:用來實地觀察形成巖石與土壤的大量元素。
磁鐵:用來搜集具磁性的沙粒。
顯微鏡成像儀:能以幾百微米的超近距離對火星巖石紋理進行研究,用來獲取實地觀察的巖石與土壤的高分辨率相片。
巖石打磨器:可以在火星巖石上打出直徑45毫米、深約5毫米的洞,為研究巖石內部提供方便。
“機遇號”是NASA2003年火星探測計劃兩部雙胞胎火星車中的第二部,代號MER-B, 2004年1月25日安全著陸火星表面,并開始科學考察。共計在火星漫游15年之久,取得了豐富的科學成果,完成90個火星日的任務,發現了火星上的第一個隕石、防熱護盾巖,并利用超過兩年的時間研究維多利亞撞擊坑。
2018年6月,火星上刮起了巨大的、遮天蔽日的沙塵暴,NASA與“機遇號”失去聯系。此后,控制中心曾多次嘗試聯系“機遇號”,但并沒有收到任何回應。2019年2月13日,NASA正式宣布結束“機遇號”火星探測器的使命。
中文名稱:機遇號
外文名稱:Opportunity, MER-B
發射時間:2003年7月7日
著陸時間:2004年1月25日
失聯時間:2019年2月13日
任務時長:15年
行駛里程:45.16公里
著陸點:子午線平原
著陸方式:減速火箭、充氣氣囊
動力:太陽能電池板
尺寸:高1.5米、寬2.3、長1.6米
重量:約180千克
運載器:德爾塔 2運載火箭
與“勇氣號”相同。
“好奇號”是NASA第七個火星著陸探測器,第四臺火星車,也是世界上第一輛采用核動力驅動的火星車,其使命是探尋火星上的生命元素。
“好奇號”于2012年8月成功登陸火星表面,開始科學考察,以查明火星是否曾經存在適宜生命存在的環境。與到2011年仍在火星上探測的“勇氣號”和“機遇號”火星車相比,“好奇號”個頭要大得多,所攜帶的探測設備更多、更先進,在火星表面的連續行駛能力更強。它相當于一個標準的野外“地質學家”,其能力足以令此前的任何火星著陸器相形見絀。
中文名稱:好奇號
外文名稱:Curiosity
發射時間:2011年11月26日
著陸時間:2012年8月6日
失聯時間:目前仍在運行中
任務時長:至今5年
行駛里程:至今20.4公里
著陸點:蓋爾隕石坑
著陸方式:減速傘,天空起重機,減速火箭
動力:放射性同位素熱電池(钚-238)
尺寸:高2.1米、寬:2.8米、長:3.0米(不包括機械臂)
機械臂長:2.1米
重量:899千克
運載器:宇宙神5運載火箭
桅桿相機:拍攝火星地貌的高解析度彩色照片和視頻,供科學家進行分析。
火星手持透鏡成像儀:相當于一個超級放大鏡,可以拍攝小到只有12.5微米的地貌特征彩色照片,以便更細致地觀察火星上的巖石和土壤。
火星降落成像儀:一臺小型攝影機,安裝在“好奇號”的主車身上,負責拍攝“好奇號”降落火星地面過程的影像。
火星樣本分析儀:由3個獨立的儀器構成,分別是質譜儀、氣相色譜儀和激光分光計。這些儀器負責搜尋構成生命的要素——碳化合物。此外,它們還將搜尋與地球上的生命有關的其他元素,例如氫、氧和氮。
化學與礦物學分析儀:可用于確定火星上的礦物類型和數量,幫助科學家進一步了解這顆紅色星球過去的環境。
化學與攝像機儀器:可以向9米外的火星巖石發射激光,使其蒸發,而后分析蒸發的巖石成分。
阿爾法粒子X射線分光計:負責測量火星巖石和泥土中不同化學元素的數量。
中子反照率動態探測器:幫助火星車尋找火星地下的冰和含水礦物質。
輻射評估探測器:負責測量和確定火星上所有類型的高能輻射,包括快速移動的質子和伽瑪射線。
火星車環境監測站:負責測量大氣壓、濕度、風速和風向、空氣溫度、地面溫度以及紫外輻射所有這些數據匯聚成每日和每季報告,幫助科學家詳細了解火星環境。
導航相機:主要用于輔助地面控制人員規劃“好奇號”的行動路線。
化學相機:用高能鐳射在遠達7米外氣化分析目標,通過分析過程中發出的強光,來測定目標物的成分。
避險相機:主要用來防止“好奇號”意外撞上障礙物,并在軟件的幫助下,讓“好奇號”能夠在一定程度上自主決定行走路線。
機械手臂:機械手臂備有鉆頭,可鉆入巖石內部采集樣本,并在機身內進行化驗,將分析結果及時傳回地面。