第5章 人類對(duì)火星的探測(cè)（三）

　　火星是一個(gè)謎一般的行星，19世紀(jì)后期至20世紀(jì)前期，“火星運(yùn)河“、“火星人“等一度被傳得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，科幻小說家所著的《大戰(zhàn)火星人》之類的小說也廣為傳播。人類進(jìn)入空間探測(cè)時(shí)代后，火星理所當(dāng)然成了十分吸引人的探測(cè)目標(biāo)。

　　早期探測(cè)火星的國(guó)家主要有地跨地球東西方的俄羅斯大帝國(guó)、地球西部的美利堅(jiān)合眾國(guó)，稍后有地球東部的大中華共和國(guó)加入。這些國(guó)家在探測(cè)火星的道路上經(jīng)歷了一次次的失敗，才逐步走向成功。對(duì)于這方面的史料，參加考察火星的科學(xué)家們都非常了解。一部《近500年人類對(duì)火星的考察》是科學(xué)家們必讀的電子書。只要需要，他們隨時(shí)可以點(diǎn)出有關(guān)內(nèi)容。為了了解近500年以前人類走過的探測(cè)火星的艱辛歷程，此時(shí)科學(xué)家們都已經(jīng)在電子書上點(diǎn)出《人類對(duì)火星的早期探測(cè)》一節(jié)，內(nèi)容有：

　　1960年10月10日14時(shí)27分49秒，俄羅斯大帝國(guó)向火星發(fā)射了第一枚探測(cè)器火星1A號(hào)，但是發(fā)射失敗。緊接著就在四天以后，即1960年10月14日，俄羅斯大帝國(guó)第二枚火星探測(cè)器升空。然而這兩枚火星探測(cè)的先行者卻連地球軌道都沒能到達(dá)。火星1A號(hào)又稱著人造衛(wèi)星23號(hào)。它是俄羅斯大帝國(guó)的火星無人探測(cè)器，也是俄羅斯大帝國(guó)首次探索火星的計(jì)劃。它與火星1B號(hào)完全一樣，是火星計(jì)劃最早發(fā)射的探測(cè)器?；鹦?A號(hào)目的是研究火星附近的宇宙射線、磁場(chǎng)、微隕石和大氣環(huán)境、有機(jī)物構(gòu)成，但是它在1960年10月10日發(fā)射后，第三節(jié)火箭出故障，任務(wù)失敗。

　　火星1A號(hào)是俄羅斯大帝國(guó)火星計(jì)劃中的一個(gè)飛掠火星的探測(cè)任務(wù)。它采用的是改進(jìn)了的金星計(jì)劃探測(cè)器，整體上看是一個(gè)長(zhǎng)3.3米、直徑1米的圓柱體。該探測(cè)器內(nèi)安裝了多種科學(xué)研究設(shè)備和通訊設(shè)備，原計(jì)劃研究火星附近的宇宙射線、磁場(chǎng)、微隕石和大氣環(huán)境乃至有機(jī)物構(gòu)成等情況。該探測(cè)器在1963年3月21日距地球大約1億公里的地方因?yàn)閷?dǎo)航設(shè)備的故障而失去控制，進(jìn)入黃道面成為了一顆太陽衛(wèi)星。

　　1960年10月14日13時(shí)51分03秒，俄羅斯大帝國(guó)火星1B號(hào)失敗?；鹦?B號(hào)是俄羅斯大帝國(guó)的火星無人探測(cè)器，也是俄羅斯大帝國(guó)首次探索火星的計(jì)劃，它與火星1A號(hào)完全一樣，是火星計(jì)劃最早發(fā)射的探測(cè)器，但是它在1960年10月14日發(fā)射后，第三節(jié)火箭出故障，任務(wù)失敗。，

　　1962年10月24日 17時(shí)55分04秒，俄羅斯大帝國(guó)火星1962A發(fā)射失敗。

　　1962年11月1日 17時(shí)55分04秒，俄羅斯大帝國(guó)火星1號(hào)失敗?；鹦?號(hào)是1962年11月1日由俄羅斯大帝國(guó)發(fā)射的火星探測(cè)器，是人類發(fā)射的第一個(gè)火星探測(cè)器，它被普遍認(rèn)為是人類火星之旅的開端。質(zhì)量為863.5千克，探測(cè)器直徑1.1米，高3.3米，并裝有2塊太陽能電池板和折疊式拋物面天線。它升空4個(gè)月后，在距地球1億多千米處與地面的通信中斷，沒有完成飛近火星考察的任務(wù)。

　　1962年11月4日15時(shí)35分15秒，俄羅斯大帝國(guó)火星1962B發(fā)射失敗。

　　1964年11月5日 19時(shí)22分05秒，美利堅(jiān)合眾國(guó)水手3號(hào)失敗。水手3號(hào)探測(cè)器是美利堅(jiān)合眾國(guó)行星和行星際探測(cè)器系列中的第三個(gè)探測(cè)器，從1962年7月至1973年11月共發(fā)射10個(gè)，其中3個(gè)飛向金星2個(gè)成功，6個(gè)飛向火星，4個(gè)成功；另一個(gè)是對(duì)金星和水星進(jìn)行雙星觀測(cè)，成為第一個(gè)雙星觀測(cè)器。“水手“號(hào)探測(cè)器的任務(wù)主要是探測(cè)金星和火星及其周圍空間。該探測(cè)器原計(jì)劃飛越火星以獲取火星表面的照片，但由于太陽能電池板不能展開而無法正常工作。

　　1964年11月28日14時(shí)22分01秒，美利堅(jiān)合眾國(guó)水手4號(hào)圓滿成功。水手4是美利堅(jiān)合眾國(guó)發(fā)射的一系列以飛越方式進(jìn)行的星際探險(xiǎn)中的第4個(gè)火星探測(cè)器，并且是第一個(gè)成功飛越火星的太空船。它在1964年11月28日發(fā)射。它回傳了第一張火星表面的照片，并且是第一張從除了地球以外另外一個(gè)行星上拍的照片。同時(shí)，這張充滿了隕石坑、死寂世界的照片，震驚了科學(xué)界。

　　“水手4號(hào)“火星探測(cè)器，從距離火星1萬公里處拍攝了21幅照片，成為人類第一個(gè)成功到達(dá)火星的無人宇宙飛船。

　　水手4號(hào)是由美利堅(jiān)合眾國(guó)宇航局設(shè)計(jì)制造的第2個(gè)火星探測(cè)器，它是在美利堅(jiān)合眾國(guó)與俄羅斯大帝國(guó)的軍事對(duì)抗時(shí)期誕生的產(chǎn)物，于1964年11月28日發(fā)射。水手4號(hào)的設(shè)計(jì)，為執(zhí)行近距離火星科學(xué)觀測(cè)，并將結(jié)果傳回地球。其它的任務(wù)目標(biāo)，包括在火星附近執(zhí)行行星際的地表及粒子測(cè)量，并提供行長(zhǎng)途星際飛行的工程技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)。

　　水手4號(hào)太空船成功地執(zhí)行了所有規(guī)劃的活動(dòng)，并且回傳了有用的資料。從發(fā)射至1965年10月1日，當(dāng)時(shí)距離地球309.2百萬公里，而天線方向使訊號(hào)取得暫時(shí)停止。資料獲取從1967年底回復(fù)。宇宙塵埃偵測(cè)器在9月15日的15分鐘內(nèi)記錄了17次，這一場(chǎng)明顯的微隕石雨暫時(shí)地改變了太空船姿勢(shì)而且很有可能稍微損害了溫度防護(hù)罩。后來推測(cè)太空船曾近距離飛越了粉碎的慧星或它的殘骸。

　　12月7日，姿勢(shì)控制系統(tǒng)里的氣體已經(jīng)用完了，接下來12月10日及11日發(fā)生了83次有記錄的微隕石撞擊，造成高度擾動(dòng)及訊號(hào)強(qiáng)度的降低。1967年12月21日，與水手4號(hào)失去連絡(luò)。

　　任務(wù)中所有傳回的資料共計(jì)5.2 MBits。所有操作的實(shí)驗(yàn)都成功，除了離子室/蓋格計(jì)數(shù)器在1965年2月壞掉以及等離子偵測(cè)器因電阻在1964年12月6日壞掉而效能降低。傳回的照片顯示類似月球的隕石坑地貌(在后來的任務(wù)中發(fā)現(xiàn)這在火星上并不是典型的，而只是存在于水手4號(hào)拍攝到的古老地區(qū))。此次任務(wù)中估計(jì)表面大氣壓為4.1至7.0毫巴(410~700帕斯卡)，白天氣溫?cái)z氏-100度，沒有偵測(cè)到磁場(chǎng)。

　　隕石坑與薄大氣層顯示出一個(gè)相當(dāng)不活躍的行星暴露在嚴(yán)峻的太空中，使在火星上找尋智慧生物的希望基本上破滅?；鹦巧系纳?jīng)是幾世紀(jì)以來科幻小說的主題，但在水手4號(hào)任務(wù)后，一般認(rèn)為如果火星上有生命，它大概會(huì)以更小、更簡(jiǎn)單的形式存在。

　　“水手4號(hào)“總花費(fèi)約為8230萬美元。整個(gè)系列的水手號(hào)太空船(從水手1號(hào)至水手10號(hào))的總研究、開發(fā)、發(fā)射及支援花費(fèi)接近5.54億美元。

　　1964年11月30日 13時(shí)12分，俄羅斯大帝國(guó)探測(cè)器2號(hào)失敗。探測(cè)器2號(hào)是俄羅斯大帝國(guó)在月球探測(cè)器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的，重890千克，探測(cè)器2號(hào)于1964年11月30日在拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)使用閃電2運(yùn)載火箭成功發(fā)射，并進(jìn)入153×219公里地球停泊軌道。主要研究磁場(chǎng)、光譜分析、臭氧等。1965年因太陽能電池板損壞，使探測(cè)器2號(hào)電力不足，最后于1965年2月17日與地面失去聯(lián)系。

　　1965年7月18日14時(shí)38分，俄羅斯大帝國(guó)探測(cè)器3號(hào)失敗。

　　1969年2月24日，美利堅(jiān)合眾國(guó)水手6號(hào)發(fā)射成功，7月31日抵達(dá)火星。

　　1969年3月27日，美利堅(jiān)合眾國(guó)水手7號(hào)發(fā)射升空，8月5日抵達(dá)火星。

　　1971年5月9日01時(shí)11分02秒，美國(guó)水手8號(hào)發(fā)射失敗。水手8號(hào)探測(cè)器原計(jì)劃與水手9號(hào)探測(cè)器一同前往火星探測(cè)。但由于發(fā)動(dòng)機(jī)故障而重新墜入大氣層，最終墜落在大西洋內(nèi)。

　　1971年5月30日22時(shí)23分04秒，美利堅(jiān)合眾國(guó)水手9號(hào)圓滿成功。水手9號(hào)用于探索火星，也是水手計(jì)劃的一部份。經(jīng)過半年多的飛行，于1972年1月3日進(jìn)入環(huán)繞火星的軌道。其近火點(diǎn)為1390千米，遠(yuǎn)火點(diǎn)為17920千米，運(yùn)行周期為12小時(shí)34分鐘。這是人類派往火星考察的第一顆人造火星衛(wèi)星。1972年10月27日，水手9號(hào)耗盡能源而墜入火星大氣中。

　　水手9號(hào)于1971年5月30日發(fā)射飛向火星，并于同一年11月14日抵達(dá)火星，成為第一個(gè)環(huán)繞除了地球以外第一顆行星的太空船─僅僅小幅度領(lǐng)先蘇聯(lián)的火星2號(hào)及火星3號(hào)，它們都在一個(gè)月之內(nèi)抵達(dá)。經(jīng)過好幾個(gè)月的沙塵暴后它終于傳回令人驚訝的地表清晰照片。

　　水手9號(hào)探測(cè)器是八面柱體，帶有4塊太陽能電池帆板.質(zhì)量976千克，內(nèi)裝兩臺(tái)電視攝像機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、信息儲(chǔ)存系統(tǒng)、紅外輻射計(jì)、紅外干涉攝譜儀和紫外攝譜儀。

　　“水手9號(hào)“飛船沿火星外層空間軌道飛行，成為火星的第一顆人造衛(wèi)星，環(huán)繞火星軌道進(jìn)行長(zhǎng)期考察?！八?號(hào)“在經(jīng)歷了5個(gè)半月的飛行之后，于1971年11月13日抵達(dá)火星?！八?號(hào)“成功拍攝了火星全貌，發(fā)回7329張照片，確認(rèn)火星上并不存在運(yùn)河，火星的一個(gè)半球上有許多環(huán)行山，外貌很象月球，另一個(gè)半球則比較平坦。

　　水手9號(hào)設(shè)計(jì)為延續(xù)進(jìn)行從水手6號(hào)及7號(hào)的大氣研究，并且繪制超過70%火星地表，以之前火星任務(wù)都未有的最低高度(1500公里)及最高分辨率(1公里/像素 x 100米/像素)。紅外線輻射計(jì)用來偵測(cè)熱源做為火山活動(dòng)的證據(jù)。兩個(gè)火星的衛(wèi)星也同時(shí)被分析。水手9號(hào)最后超越它的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　水手9號(hào)為第一艘環(huán)繞地球以外行星的太空船。它攜帶的儀器酬載與水手6號(hào)及7號(hào)相似，但因?yàn)榭刂铺沾M(jìn)入火星軌道需要較大的推進(jìn)系統(tǒng)，它的重量比水手6號(hào)及水手7號(hào)加起來還重。

　　當(dāng)水手9號(hào)抵達(dá)火星時(shí)，大氣布滿了灰塵使地表模糊不清。水手9號(hào)的電腦因此由地球規(guī)劃暫停繪制地表直到幾個(gè)月后沙塵暴停止。總計(jì)在軌道上349天，水手9號(hào)傳送了7，329張照片，涵蓋了超過80%的火星地表。照片披露了河床、隕石坑、巨大的死火山(如奧林帕斯山，太陽系中最大的已知火山)、峽谷(包括水手谷，超過4，000公里長(zhǎng))、風(fēng)與水的侵蝕作用及沉淀、鋒面、霧以及其它。火星的兩個(gè)小衛(wèi)星佛伯斯及帝摩斯也有照相。水手9號(hào)任務(wù)的發(fā)現(xiàn)成為了后來維京計(jì)劃的基礎(chǔ)。巨大的水手谷峽谷系統(tǒng)因水手9號(hào)的成就而命名。

　　“水手9號(hào)“發(fā)射回來的7，329張照片揭示出一顆寒冷的布滿塵埃的行星，有著坑坑洼洼的表面，被死火山、大峽谷和極冠所統(tǒng)治著。最令人驚奇的是這樣一個(gè)發(fā)現(xiàn):看似干涸已久的河床在某一時(shí)期曾擁有豐富的水源。發(fā)向地球的照片反駁了火星上存在運(yùn)河的觀點(diǎn)，使科學(xué)家作出結(jié)論，這顆紅色行星上并沒有生命存在的明顯跡象。

　　水手9號(hào)太空船傳回的5400萬份資料以及7329張火星影像提供了分析火星大氣組成、密度、壓力及溫度，及火星表面全部的地貌情況，行星的重力情情況。水手9號(hào)太空船發(fā)現(xiàn)火星上具有火山及峽谷(其中最著名就是4800公里長(zhǎng)的火星大裂縫)，此外還發(fā)現(xiàn)火星南半球淺留有古老的隕石坑，而在北半球的地形則較新，此任務(wù)還攝得火星上的火山詳細(xì)影像以及火星上塵暴的相關(guān)資資料。1972年10月27日水手9號(hào)耗盡能源而墜入火星大氣中。