书城科普破译神奇火星之谜(破译奥秘大世界丛书)
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第11章 探索火星的秘密(11)

火星车携带的主要科学仪器是德国马克斯一普朗克研究所提供的用于确定火星岩石和土壤中的化学成分的一台质子X射线分光仪。火星探测的着陆技术

为探测火星,派去飞船则是常采用的方法。探测飞船到达火星后,有的环火星飞行,有的着陆火星。其着陆技术又分为硬着陆和软着陆两种。两者采用的着陆方式和技术手段是不同的。1976年的“海盗号”(1号和2号)采用的软着陆方式;而1997年“火星探路者号”则采用硬着陆方式。下面介绍这两次火星探测的不同细节。

海盗探测船软着陆

美国在1976年,使两艘“海盗号”探测飞船在火星上软着陆。“火星探路者”也是美国NASA根据“更快、更便宜、更好”的方针实施的第一项星际探测计划。此次探则活动的开支为2.7亿美元,仅占“海盗”飞船探测活动歼支总额的1/5。

NASA局长戈尔丁说:“我们今后10年将向火星发射10艘探测飞船。”除此之外,“火星探路者”和随后抵达的“环火星探测器”的开支总额加起来还不到失败的“火星观察者”开支的一半。戈尔丁说,鉴于开支较低的飞船数目如此之多,“即使损失一两艘飞船也不会有什么影响”。

对火星的科学探测活动的重点也作了调整。继“海盗号”飞船1976年在火星上没有发现生命之后,NASA就把未来的探测重点改为收集诸如火星气候和地质等方面的数据。

“火星探路者号”硬着陆在火星

1976年美国的“海盗号”火星探测器软着陆火星后,21年后的1996年12月又向火星发去了第一艘探测船——“火星探路者号”。经过半年多的太空飞行,于1997年7月初到达火星。这次着陆方式是硬着陆。

这是美国NASA首次采取硬着陆方式让探测器在另一个星球上着陆。关于“火星探路者号”在火星上着陆的详细情况有关新闻媒介也纷纷作出报道。

(1)法新社报道:

法新社加州帕萨迪纳7月4日电,美国NASA官员今天在这里说,美国发射的“火星探路者号”飞船今天在火星表面成功着陆以后,打开了它外侧的3个电池板。

这些官员说,这个机动动作表明,包围在这个探测器周围的气囊中的气体已经准确地排了气,探测器上的一些系统运转良好。“火星探路者号”于格林威治时间17时07分——即在火星日出前2小时——在火星表面着陆。

(2)美联社报道:

美联社加州帕萨迪纳7月4日电,飞行控制人员说,“火星探路者号”已于今天在火星表面着陆并开始发回信号。

飞行控制主任罗布·曼宁在格林威治时间17时过后不久在飞行控制中心向欢呼雀跃的科学家们宣布,探测器在火星成功着陆。

重10千克的6轮火星车最早可能从今晚开始缓慢地行进,穿越一个被称为“火星谷地”的遍布尘土的漫滩。

工程技术人员说,“火星探路者号”的探测目标非常精确,因而无需在头一天晚上为它矫正行进路线。

“火星探路者号”的行进路线是事先确定好的。它将朝着位于预先选定的长160千米、宽97千米的目标区西南部一个长100千米、宽19.3千米的椭圆形区域缓慢行进,到达预定的探测区域以后,可以对地质学家们感兴趣的由古代洪水冲刷形成的一个488平方米的小岛做详尽的观察。

一般来讲,空间操作似乎基本都是按某一例行程式一步一步地进行的,而探路者的进入、下降和着陆过程却不然。它采用了一些以前从未用到过的技术,包括直接进入火星大气着陆(而不是先进入一条环火星轨道)。复杂的下降飞行过程,被动式的气囊着陆装置和装在四面体形星体一个侧瓣上的一辆微型漫游车。

从管理上说,仅用38个月的时间、利用有限的经费研制出来的探路者也有其独到之处,做到了又快又省。该项目采用了积极的并行工程与试验安排,满足了很紧张的研制时间要求。它基本上可以算是喷气推进实验室完全按“更高、更快、更省”的方针研制出的第一台探测器,总费用2.7亿美元,包括着陆器与漫游车的研制费、使用德尔它火箭发射的费用、任务操作费用和少量的跟踪与数据支持费用。

那么它采用了哪些首创的新技术呢?据路透社帕萨迪纳7月4日电称“火星探路者号”飞船在红色之星着陆后创下了三个第一:

一是没有经过环绕轨道运行而直接在行星上着陆的第一艘飞船;

一是第一个在每小时1600千米速度运行的情况下使用降落伞的飞船;

一是第一个利用气囊作为缓冲着陆时撞击的飞船,这些气囊与汽车使用的气囊类似,只是更大些。“火星探路者号”为何选阿瑞斯平原

这次美国发往火星的“探路者号”飞船,并非是随意降落的。它是经过精心选择(包括时间和空间)而定的。这方面的情况《环球时报》曾给以报道。具体内容如下:1997年7月4日,美国飞船“探路者号”降落火星,并传回火星微红色荒凉景观的照片。这是人造飞船21年来首次登上这个红色行星。科学家希望这次探星之行有助于寻觅外星生命。

NASA精心挑选的阿瑞斯平原,位于远古干涸河道之河口。科学家认为该处岩石可能有生命迹象。NASA去年8月曾宣布,1984年在地球南极发现的36亿年前来自火星的陨石ALH84001可能含有原始生命遗迹。美国飞船“火星全球探测者”预定9月11日纳入环绕火星的轨道。NASA也打算在2008年把火星岩块返回地球。科学家希望收集足够的资料,以便在21世纪20年代派遣太空人登陆火星。火星这个红色行星是跟地球最相似的行星。据称具有维持生命的所有必需条件。尽管目前火星上的气候条件很恶劣,如白昼气温为摄氏22℃,夜晚则降至摄氏零下73℃。低层大气经常刮起时速200千米的地风。火星有辽阔的平原和高耸的死火山。奥林匹斯火山的直径为600千米。美国科学家精选火星“探路者”着陆地点的阿瑞斯平原,是干涸河流的河口,长200千米,宽70千米。科学家认为。在河床冲积层岩石中也许可以找到原始生命的遗迹。由于地势较平坦,因此适合秒速仅1厘米、车轮直径近13厘米的六轮机动车“旅居者”四处走动。

谷地也意味着空气较密,便于“探路者”和“旅居者”分析气流。此外,谷地风力较弱,能避免尘粒干扰准备传回地球的图像。

美国“探路者号”飞船登陆火星经过

1997年7月4日,美国飞船“探路者号”降落在火星,并传回火星微红色荒凉景观的照片。

“探路者号”于1996年12月4日午离开地球,奔向近日点与地球直线距离为5600万千米的火星,遥遥4.97亿千米的征途,终于在美国当地时间7月4日准确降落在火星北半球的预订地点阿瑞斯平原,这一天刚好是美国独立日。

“探路者号”以13.9°的斜角进入火星大气层,角度若偏大将会造成激烈摩擦而焚毁,太小则会掠过大气层飞离火星。

美国NASA局长戈尔丁说,耗资2亿多美元的“这次壮举,足以跟美国独立运动媲美”。

“探路者号”降落在火星7个小时后,先传回的黑白照片中有一张显示着陆点周围灰色岩块和远处恍若山丘的景观。科学家估计这个山丘高达500米。科学家接下来将决定是否要放出造价2500万美元的6轮火星车“索杰纳”。这辆长65厘米、宽48厘米、高30厘米、重104千克的机动车,将在“探路者号”周围地区行驶,用3架摄影机拍摄景观,以及用分光仪分析火星表面和岩石的成分。

“探路者号”将在一个月内传回降落点的照片及火星成分和大气层的数据。

按照太阳系九大行星距离太阳由近而远的次序排列,地球排行第三,火星第四。在火星与排行第五的木星之间,有陨石带。火星的体积约为地球的一半,直径为6.787千米。自转一周等于地球的24小时37分。它的气候不适合人类居住。白昼气温为摄氏22度,夜晚则降至摄氏零下73度。低层大气经常刮起时速200千米的地风。大气密度稀薄,95.3%为碳气,2.7%为氮气,1.6%为氩气,还有微量的氧气、氧化碳和水蒸气。

“火星探路者号”探测器胜利完成使命

火星探测是继阿波罗载人登月之后的人类又一次壮举。在寻找外星生命的活动中又向前迈出了一大步。回顾历史,火星探测自1876年就开始了。其中包括美国和前苏联(和现今俄罗斯)付出了巨大的努力和花费了巨额的经费,其中有成功也有失败。“火星探路者”对火星的考察是人类火星探测活动中非常成功的一次。该飞船造价为2.7亿美元,发射与探测预算为1.96亿美元,总成本还不到当年“海盗号”火星探测计划的1/15。然而,它却向地面控制中心发回了大量珍贵的照片和数据。科学家要用计算机花几年时间才能分析完这些数据。虽然“火星探路者”已成功完成了任务,但不排除在今后的一段时间里,它还会向地面传回有价值的,甚至是重要的火星信息。

美国1996年12月发射的“火星探路者号”火星探测器自1997年7月4日在火星上着陆以后,直到1997年11月4日正式宣布结束这次探测活动,整整经过了4个月的时间。这次火星探测是太阳系中最成功的一次行星探测。

这项计划的负责人布赖恩·缨尔黑德说,与“火星探测者号”登陆器和“索杰纳号”火星车的联系已经在9月27日中断,自那时以来,试图同它们重新建立联系的一切努力都失败了。缨尔黑德说,11月4日——即“火星探路者号”和“索杰纳号”火星车在那颗红色星球着陆整整4个月以前——将继续向它们发送信号,以便能收到它们的答复。11月4日以后,将正式宣布结束这次探测活动。

缨尔黑德说,美国NASA喷气推进实验室笼罩着像是同一位朝夕相处的朋友依依惜别的气氛。

这次探测活动实际上已经于9月27日结束。那一天,科学家们同“火星探路者号”进行了最后一次全面的联系,但是工程师们拒绝接受结束与它的联系。

喷气推进实验室今天在一项声明中说,造成联系中断的原因可能永远无法查清,但有可能是登陆器的电池没有电了,而且太阳能电池板在目前正处于严寒季节的火星上无法充电。

火星探路者取得的成果是:向地面传回了26亿比特的科学信息,1.6万幅图片以及对火星岩石和土壤进行了15份完整的化学分析结果。这些科学数据将够科学家们研究多年。

众所周知,“火星探路者号”的工作虽然结束了,但新到火星去的“全球勘测者号”(于1997年9月到达)马上又开始工作了。因此,对火星的勘测总工作并没有结束,在未来的时间里还会有新的关于火星的信息数据发回。美国NASA有关科学家们已收到部分关于火星全貌的图片,中国中央电视台的晚间节目曾给以播放,红红的火星图片给我们以鲜明的印象,这对今后更加彻底地揭开火星面纱将是有用的。面对天空中闪闪发着红光的火星世界,我们更期望着载人飞船早日登上火星,将那里的彩色岩石和奇异土壤带回地球,人们期盼着早日揭开火星之

从地球到火星的路有多长

火星是地球人类最想得到的另一个能取代地球的栖身之地。目前,人类已拥有把人送上火星的所有技术。按计划,今后10年内,将有10多个探测器奔赴火星,对火星进行全面考察。到底有没有火星人,地球人何日做客火星?这是人类要在21世纪回答的问题。

通向火星的路崎岖而漫长。至今,人类进行火星探测已经39个年头了。美国和前苏联曾向火星发射过23艘宇宙飞船,其中10艘彻底失败,7艘到达火星后没有传回数据,只有6艘传回了数据。

人类探索火星的乐曲在1962年奏响了序曲。

20世纪60年代以来,相继发射了“火星”2、3、4、5、6、7号和“水手”4、6、7、8、9号宇宙飞船。

1975年8月20日、9月9日相继发射了“海盗”1号和2号火星探测器并于1976年7月20日和9月30日在火星着陆。

1996年12月4日,美国发射火星“探路者号”,并携带一个6轮机器人“漫游者”,于1997年7月4日着陆火星。

1992年,发射“火星观测者”,1993年在进入环绕火星轨道时,失去联系。

1996年11月7日,美国的火星“全球勘测者”号宇宙飞船发射。

对火星的空间环境、大气、表面地形、土壤、岩石、地质结构、内部构造进行一系列的探索研究,成为人类开展深空探测的关键性步骤。火星39年探测进行曲掀起一阵阵火星热。

派飞船掠过火星

1962年11月,前苏联“火星1号”飞船在飞离地球1亿千米时,与地面失去联系,从此下落不明。作为人类发射的第一个火星探测器,被普遍认为是人类火星之旅的开端。1965年7月15日,美国的“水手4号”飞船接近火星,从距离火星1万千米处拍摄了21幅照片,照片揭示:火星上坑穴遍地,与地球完全两样,大气密度1/100,无磁场,倒更像月球的模样。“水手4号”只拍摄到火星表面1/100的区域,但非常成功。

1969年2月和3月,美国“水手6号”再次飞掠火星,再次进行近距离观测。两艘飞船共发回200张照片,从照片上面可以看出火星的独特地貌,除了具有环形山以外,还能见到丘陵地带和一些大平原。火星表面的温度比预想的更抵,大气中有大量二氧化碳,水蒸气很难寻。它们只是一掠而过,未能再次返回。

让火星人造卫星长期观测火星

1971年11月,美国发射“水手9号”到达火星上空,进入火星轨道,成为第一颗人造火星卫星。它成功拍摄了火星全貌,火星的一个半球上有许多环形山,另一个半球则比较平坦。揭示了大火山和大峡谷,还发现了看起来像河床那样的地貌,但确认火星没有运河。另外,让我们有幸近距离观察了火星的两颗卫星——两大块凹凸不平的岩石,像“老鼠咬过的马铃薯”,比月球外貌差远了。

派飞船在火星上着陆

1971年5月19日和28日,前苏联的“火星2号”和火星7号飞船相继发射升空,“火星2号”和“火星3号”同年11月投下的探测仪器毁于火星表面,“火星3号”的登陆舱,同年12月在火星上软着陆,但仅送回22秒钟信息就停止工作了。1976年7月和8月,美国“海盗1号”、“海盗2号”飞船的着陆器分别在火星成功着陆,携带精密仪器,分析火星土壤,测火星风速、气压和温度,确定大气成分,确定火星上有水存在,并用尘土做了三项生物学试验,目的是要检测出火星尘土中的微生物,但未能发现,却肯定了尘土具有非凡的化学性。

“火星探路者”在火星上行驶