金姬

美國“海盜1號”。
1976年7月20日,美國“海盜1號”(Viking 1)在火星著陸,并發回照片。在此之前,人類向火星發射的探測器不是偏離既定的軌道,就是因為各種原因失聯,或者發生事故而損毀。因此,“海盜1號”成為第一個成功著陸火星并發回大量數據和照片的探測器。
火星是離地球較近且環境最相似的行星,一直是人類走出地月系統開展深空探測的首選目標。從1960年蘇聯發射人類首個火星探測器開始,到2021年中國的天問一號登陸火星,火星是人類探測時間最長、次數最多、參與國家最多的一顆行星。
60余年來,人類對于火星的探測不斷深入,參與的國家也愈來愈多。因為,研究火星對了解地球的早期歷史和生命起源有著重要的意義,特別是在火星上發現水后,更給人類帶來了未來移民火星的可能。
對于人類而言,火星是一個謎一樣的行星。19世紀后期至20世紀前期,“火星運河”“火星人”等一度被傳得沸沸揚揚,當時很多美國人認為火星上一定有火星人,還把它命名為“小綠人”。
為了更好地搜尋地外生命,美國宇航局在1961年曾邀請生命與環境專家詹姆斯·拉夫洛克參與了美國的空間計劃,規劃了尋找地外生命的方式。詹姆斯認為,應該擺脫“地球中心論”思想,拋棄以往直接搜尋生命體和辨認生命體內DNA等方法,轉而利用基于細胞的生物反應來搜尋地外生命。他提出可以把搜集來的火星樣本澆上水,以檢測微生物生長的痕跡。詹姆斯的想法直接定義了海盜號探測器的地外生命探測思路。
與此同時,蘇聯在火星探測方面領先美國一步——1960年,蘇聯科學家向火星發射了“火星1號”探測器,這是人類探索火星的開端。因為當時處于冷戰時期,美國也開始奮起直追——1965年,美國發射的“水手4號”探測器,在距離火星9280千米的高處,首次拍攝了22張火星照片;1971年,美國“水手9號”成為第一個進入火星軌道的探測器。
蘇聯也不甘示弱,1974年,蘇聯發射的“火星5號”首次拍攝了火星的彩色照片……
總體而言,美國火星探測的成功率大大高于蘇聯。
1976年,美國“海盜1號”、“海盜2號”探測器在進入火星上空時軌道艙繞火星飛行,著陸艙在火星表面成功軟著陸。除了搭載了用于測量火星溫度、磁場、風速等數據的儀器外,它們還攜帶了用于搜尋生命的生物學實驗設備。它們發回的全彩圖片揭示了一個與地球完全不同的世界,人們首次了解到火星上的天空是銹紅色的,而不是類似于地球的藍色。

1976年7月20日,“海盜1號”在登陸火星后不久就發回了火星表面的第一幅全景圖。
火星的一天約為24.6小時,與地球十分接近;火星一年約為687個地球日,少于2個地球年;其自轉軸與公轉軌道面傾角約為65°,所以存在四季變化,這也和地球相似;火星大氣很稀薄,以二氧化碳為主,壓力大約只有地球的1%;雖然火星表面溫度平均僅為-63℃,但夏天陽光直射區域溫度則可上升到約20℃。
“海盜號”當時在火星上做了一些探測生命的實驗。它直接探測火星土壤里的碳,結果發現碳的含量非常低。它還做了3組培養實驗,分別在土壤里放入氣體或營養液進行培養,看土壤里有沒有微生物或有機物,最后也沒有任何發現。從那以后,人們對于火星探測的熱忱降低了不少。
20世紀90年代至今,世界火星探測掀起了第二波熱潮。這次“探火”高潮主要出于科學和工程目的,具有三大特點:一是美國火星探測計劃是以尋找火星生命為主;二是歐洲航天局、印度成功打破了美蘇對探火的壟斷;三是火星探測技術明顯提高,尤其是21世紀發射的火星探測器都取得了成功或部分成功。
目前,人類已對火星實施了44次探測任務,其中僅成功了24次。
1998年,日本發射了首個火星探測器“希望”號,成為世界第三個發射火星探測器的國家,但由于故障,最終沒能進入火星軌道。
2001年,美國成功地發射了“火星奧德賽”探測器,首次發現了火星地表下面存在水冰,這預示著火星上存在生命的可能性,在全球產生了很大影響。2013年,美國“火星大氣與揮發物演化任務”探測器入軌。它是世界上首個研究火星上層大氣的探測器。2018年,美國“洞察”號火星探測器在火星安全著陸。它用于首次對火星進行“體檢”,深入研究火星內部。
進入21世紀后,歐洲也開始探測火星。2003年6月2日,歐洲第一個火星探測器“火星快車”升空。
2013年,印度發射了其第一個火星探測器“曼加里安”。它于2014年成功進入火星軌道,并發回所拍攝的火星照片,從而成為亞洲第一個成功探測火星的國家。
2020年,阿聯酋和中國發射了火星探測器。其中,阿聯酋首個火星探測器“希望”號是與美國合作研制的,“天問一號”則是中國研制、發射的首個火星探測器。
2021年5月15日,“天問一號”著陸火星烏托邦平原南部預選著陸區,首次通過一次任務實現“繞、著、巡”三大任務目標。登陸成功后,搭載的“祝融號”火星車開始對火星表面進行巡視,獲得了大量寶貴的科學探測數據。
2023年4月,國家航天局和中國科學院聯合發布了中國首次火星探測火星全球影像圖,將為開展火星探測工程和火星科學研究提供質量更好的基礎底圖。按計劃,中國將在2030年前后實施火星取樣返回,通過對火星樣品研究,探尋火星生命痕跡。
目前,來自中國、美國、歐洲、阿聯酋等各方的9個火星探測任務正在進行中。而從各國和機構的最新火星探測計劃來看,未來國際航天界將在火星生命探測、火星采樣返回、火星衛星探測、火星演化歷史和載人登陸火星等5個方面開展重點攻關。
人類探索火星之旅,未完待續……
1989年7月17日,世界上第一架完全由電腦設計的飛機——美國B-2隱形轟炸機試飛成功。
1980年7月18日,印度第一顆人造地球衛星成功發射。
1954年7月19日,波音707首航。
1960年7月21日,班達拉奈克夫人宣誓出任錫蘭(今斯里蘭卡)總理,成為世界首位女性總理。
1962年7月22日,美國向金星發射第一艘探測器——水手1號。這艘飛船在發射后不久偏離預定軌道,被地面控制人員按電鈕炸毀。
1946年7月23日,美國在太平洋的比基尼環礁首次進行原子彈水下試驗。