那些年，火星上留下的足跡

于雯

2013年到2022年發射窗口及部分任務表?

人類為何對火星情有獨鐘？

火星是離地球第二近的行星，在很多方面也最為相似。火星探測最吸引人的地方是火星上有存在水的可能性。因為在我們地球上，幾乎所有有水存在的地方都能找到生命。而在太陽系中，除地球外，是否有其他星球存在生命呢一這是人類孜孜不倦探索的一個科學問題。火星是太陽系中最容易到達的行星，也是研究這個問題的絕佳地點。另外，火星提供了解答生命起源和進化問題的可能性，并可能在某一天成為人類的另一個家園。

火星探測簡史

火星探測起步于1960年，經歷了發展初期（20世紀60—70年代），停滯期（70年代后期至90年代初）和高速發展期（1996年至今）。迄今為止，世界各國的火星探測任務總計45次，其中1996年之前共26次，成功（含部分成功）僅占35%;1996年至今共19次任務，成功（含部分成功）占比68%，成功率大幅提升。綜合45次火星探測，成功率不到一半。

火星探測器的發射窗口期26個月一次，雖然“火星沖日”（即太陽，地球和火星在一條直線上）的周期也是26個月，但發射窗口并不在此時。探測器最低能量發射窗口需要火星和地球處在某個特定相對位置，通常是火星與地球軌道的夾角在20°～40°時，此時可達成抵達火星的最佳軌道，這與火星沖日（夾角為0時）的時間間隔很短，往往只有2至3個月。

20世紀60-70年代：近天體探測飛行（飛掠）和拍攝影像

美國的水手4號火星探測器首先揭開了火星的神秘面紗。1965年了月14日，水手4號飛掠火星，并向地球傳送了22張火星表面的近距離照片，使人類第一次目睹火星的真容。但照片只拍攝到了火星南半球的一小部分，照片顯示火星具有類似月球高地的古老表面。同年11月，美國航空航天局（NASA）的水手9號火星探測器抵達火星，改變了我們對火星形貌的認知一巨大的火山、深深的峽谷、干涸的河床和廣闊的沙丘地帶——映入眼簾，復雜的地質歷史清晰可見。

20世紀70-80年代：著陸火星

1975年，NASA發射了海盜1號和海盜2號。“海盜計劃”代表了人類對火星的首次擴展探索，實現了探測器首次在火星上的著陸。海盜號著陸器在火星上進行了探測生命和了解土壤化學成分的實驗，發現火星的巖石成分與地球上發現的某些隕石幾乎完全相同，這表明地球上發現的一些隕石最初來自火星。

20世紀90年代：更好、更快、更經濟

1992年發射的火星觀察者號造價高昂、身負眾望卻以失敗告終，這促使NASA推進更好、更快、成本更低的探測任務，并稱之為“FBC計劃”。1996年11月7日，NASA發射了火星全球探測器（MGS）。MGS發現了火星上存在古代水的跡象，比如溝壑和赤鐵礦（一種在水中形成的礦物）。1997年7月，FBC計劃的第一個任務非常成功，火星探路者號著陸器和旅行者號探測器抵達火星。火星探路者是第一個使用安全氣囊緩沖著陸的探測器，而旅行者是第一個在火星上盤旋的探測器。不幸的是，同年9月，火星探路者號和旅行者號與地球失去了聯系。

2000年至今：大量的火星車和軌道探測器

21世紀以來，大量火星車和環繞器攜帶多種性能卓越的科學載荷，全方位開展火星表面探測，火星科學的深度和廣度得到空前發展。例如，2001年發射火星奧德賽號探測器（美國）;2003年發射火星快車探測器（歐洲）;2016年發射痕量氣體軌道探測器（歐洲和俄羅斯合作）等。其中奧德賽號是目前運行時間最長的火星探測器。

這些軌道探測器已經發現火星南部的冰帽中有水冰和干冰（主要成分為二氧化碳），以及冰下的液態水區域，還發現火星表層和次表層有流動的鹽水，并提供了關于火星表面和大氣的元素及化學組成更詳細的信息。

許多發射成功的火星車和著陸器也立下大功，如2003年的勇氣號和機遇號火星車、2011年的好奇號火星車、2018年的洞察號著陸器。它們有充足的證據證明了火星上曾經有過水流動。其中，最引人注目的是2018年在火星表面發現的有機分子，這個發現再一次點燃了人類尋找地外生命的熱情。

2020：如火如荼的“火星之夏”

由于火星距離地球較近，發射時間較短，2020年夏天將有很多火星發射任務。包括中國計劃發射的火星探測器，此次任務包括一個軌道飛行器、一個著陸器和一個火星車，并將在未來實現火星樣品返回;阿聯酋的希望號，用于探測火星大氣消失的原因;美國的火星2020著陸器，旨在研究火星天體生物學;日本計劃發射的火星太赫茲微衛星，用于測量大氣中氧同位素的比率，以便更好地了解火星大氣中二氧化碳的來源。

火星探測是繼月球探測之后深空探測的最大熱點，是未來載人行星探測的重要目標。隨著探測技術的提高、科學研究的深入以及人類對于未知的好奇與向往，火星探測，未來可期！

（責任編輯/陳瑩 美術編輯/滿斗工作室）