第5章 人類對火星的探測(三)
火星是一個謎一般的行星,,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,,科幻小說家所著的《大戰(zhàn)火星人》之類的小說也廣為傳播,。人類進入空間探測時代后,,火星理所當然成了十分吸引人的探測目標,。
早期探測火星的國家主要有地跨地球東西方的俄羅斯大帝國,、地球西部的美利堅合眾國,,稍后有地球東部的大中華共和國加入。這些國家在探測火星的道路上經(jīng)歷了一次次的失敗,,才逐步走向成功,。對于這方面的史料,參加考察火星的科學家們都非常了解,。一部《近500年人類對火星的考察》是科學家們必讀的電子書,。只要需要,他們隨時可以點出有關(guān)內(nèi)容,。為了了解近500年以前人類走過的探測火星的艱辛歷程,,此時科學家們都已經(jīng)在電子書上點出《人類對火星的早期探測》一節(jié),內(nèi)容有:
1960年10月10日14時27分49秒,,俄羅斯大帝國向火星發(fā)射了第一枚探測器火星1A號,,但是發(fā)射失敗。緊接著就在四天以后,,即1960年10月14日,,俄羅斯大帝國第二枚火星探測器升空。然而這兩枚火星探測的先行者卻連地球軌道都沒能到達,?;鹦?A號又稱著人造衛(wèi)星23號。它是俄羅斯大帝國的火星無人探測器,也是俄羅斯大帝國首次探索火星的計劃,。它與火星1B號完全一樣,,是火星計劃最早發(fā)射的探測器?;鹦?A號目的是研究火星附近的宇宙射線,、磁場、微隕石和大氣環(huán)境,、有機物構(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,,任務失敗,。
火星1A號是俄羅斯大帝國火星計劃中的一個飛掠火星的探測任務。它采用的是改進了的金星計劃探測器,,整體上看是一個長3.3米,、直徑1米的圓柱體。該探測器內(nèi)安裝了多種科學研究設備和通訊設備,,原計劃研究火星附近的宇宙射線,、磁場、微隕石和大氣環(huán)境乃至有機物構(gòu)成等情況,。該探測器在1963年3月21日距地球大約1億公里的地方因為導航設備的故障而失去控制,,進入黃道面成為了一顆太陽衛(wèi)星。
1960年10月14日13時51分03秒,,俄羅斯大帝國火星1B號失敗,。火星1B號是俄羅斯大帝國的火星無人探測器,,也是俄羅斯大帝國首次探索火星的計劃,,它與火星1A號完全一樣,是火星計劃最早發(fā)射的探測器,,但是它在1960年10月14日發(fā)射后,,第三節(jié)火箭出故障,任務失敗,。,,
1962年10月24日 17時55分04秒,俄羅斯大帝國火星1962A發(fā)射失敗,。
1962年11月1日 17時55分04秒,,俄羅斯大帝國火星1號失敗?;鹦?號是1962年11月1日由俄羅斯大帝國發(fā)射的火星探測器,,是人類發(fā)射的第一個火星探測器,,它被普遍認為是人類火星之旅的開端。質(zhì)量為863.5千克,,探測器直徑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,。
1962年11月4日15時35分15秒,,俄羅斯大帝國火星1962B發(fā)射失敗。
1964年11月5日 19時22分05秒,,美利堅合眾國水手3號失敗,。水手3號探測器是美利堅合眾國行星和行星際探測器系列中的第三個探測器,從1962年7月至1973年11月共發(fā)射10個,,其中3個飛向金星2個成功,,6個飛向火星,4個成功,;另一個是對金星和水星進行雙星觀測,,成為第一個雙星觀測器?!八帧疤柼綔y器的任務主要是探測金星和火星及其周圍空間,。該探測器原計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22分01秒,美利堅合眾國水手4號圓滿成功,。水手4是美利堅合眾國發(fā)射的一系列以飛越方式進行的星際探險中的第4個火星探測器,,并且是第一個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行星上拍的照片。同時,,這張充滿了隕石坑,、死寂世界的照片,震驚了科學界,。
“水手4號“火星探測器,,從距離火星1萬公里處拍攝了21幅照片,成為人類第一個成功到達火星的無人宇宙飛船,。
水手4號是由美利堅合眾國宇航局設計制造的第2個火星探測器,,它是在美利堅合眾國與俄羅斯大帝國的軍事對抗時期誕生的產(chǎn)物,,于1964年11月28日發(fā)射。水手4號的設計,,為執(zhí)行近距離火星科學觀測,,并將結(jié)果傳回地球。其它的任務目標,,包括在火星附近執(zhí)行行星際的地表及粒子測量,,并提供行長途星際飛行的工程技術(shù)的經(jīng)驗及知識。
水手4號太空船成功地執(zhí)行了所有規(guī)劃的活動,,并且回傳了有用的資料,。從發(fā)射至1965年10月1日,當時距離地球309.2百萬公里,,而天線方向使訊號取得暫時停止,。資料獲取從1967年底回復。宇宙塵埃偵測器在9月15日的15分鐘內(nèi)記錄了17次,,這一場明顯的微隕石雨暫時地改變了太空船姿勢而且很有可能稍微損害了溫度防護罩,。后來推測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,造成高度擾動及訊號強度的降低,。1967年12月21日,,與水手4號失去連絡。
任務中所有傳回的資料共計5.2 MBits,。所有操作的實驗都成功,,除了離子室/蓋格計數(shù)器在1965年2月壞掉以及等離子偵測器因電阻在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號拍攝到的古老地區(qū)),。此次任務中估計表面大氣壓為4.1至7.0毫巴(410~700帕斯卡),白天氣溫攝氏-100度,,沒有偵測到磁場,。
隕石坑與薄大氣層顯示出一個相當不活躍的行星暴露在嚴峻的太空中,使在火星上找尋智慧生物的希望基本上破滅,?;鹦巧系纳?jīng)是幾世紀以來科幻小說的主題,但在水手4號任務后,,一般認為如果火星上有生命,,它大概會以更小、更簡單的形式存在,。
“水手4號“總花費約為8230萬美元,。整個系列的水手號太空船(從水手1號至水手10號)的總研究,、開發(fā)、發(fā)射及支援花費接近5.54億美元,。
1964年11月30日 13時12分,,俄羅斯大帝國探測器2號失敗。探測器2號是俄羅斯大帝國在月球探測器的基礎(chǔ)上改進而來的,,重890千克,,探測器2號于1964年11月30日在拜科努爾航天發(fā)射場使用閃電2運載火箭成功發(fā)射,并進入153×219公里地球停泊軌道,。主要研究磁場,、光譜分析、臭氧等,。1965年因太陽能電池板損壞,,使探測器2號電力不足,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38分,,俄羅斯大帝國探測器3號失敗。
1969年2月24日,,美利堅合眾國水手6號發(fā)射成功,,7月31日抵達火星。
1969年3月27日,,美利堅合眾國水手7號發(fā)射升空,,8月5日抵達火星。
1971年5月9日01時11分02秒,,美國水手8號發(fā)射失敗,。水手8號探測器原計劃與水手9號探測器一同前往火星探測。但由于發(fā)動機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23分04秒,美利堅合眾國水手9號圓滿成功,。水手9號用于探索火星,也是水手計劃的一部份,。經(jīng)過半年多的飛行,,于1972年1月3日進入環(huán)繞火星的軌道。其近火點為1390千米,,遠火點為17920千米,,運行周期為12小時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號耗盡能源而墜入火星大氣中,。
水手9號于1971年5月30日發(fā)射飛向火星,并于同一年11月14日抵達火星,,成為第一個環(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號及火星3號,,它們都在一個月之內(nèi)抵達。經(jīng)過好幾個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號探測器是八面柱體,,帶有4塊太陽能電池帆板.質(zhì)量976千克,內(nèi)裝兩臺電視攝像機,、電子計算機,、信息儲存系統(tǒng)、紅外輻射計,、紅外干涉攝譜儀和紫外攝譜儀,。
“水手9號“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)繞火星軌道進行長期考察,。“水手9號“在經(jīng)歷了5個半月的飛行之后,,于1971年11月13日抵達火星,。“水手9號“成功拍攝了火星全貌,,發(fā)回7329張照片,,確認火星上并不存在運河,火星的一個半球上有許多環(huán)行山,,外貌很象月球,,另一個半球則比較平坦。
水手9號設計為延續(xù)進行從水手6號及7號的大氣研究,,并且繪制超過70%火星地表,,以之前火星任務都未有的最低高度(1500公里)及最高分辨率(1公里/像素 x 100米/像素)。紅外線輻射計用來偵測熱源做為火山活動的證據(jù),。兩個火星的衛(wèi)星也同時被分析,。水手9號最后超越它的設計目標,。
水手9號為第一艘環(huán)繞地球以外行星的太空船,。它攜帶的儀器酬載與水手6號及7號相似,但因為控制太空船進入火星軌道需要較大的推進系統(tǒng),,它的重量比水手6號及水手7號加起來還重,。
當水手9號抵達火星時,,大氣布滿了灰塵使地表模糊不清。水手9號的電腦因此由地球規(guī)劃暫停繪制地表直到幾個月后沙塵暴停止,??傆嬙谲壍郎?49天,,水手9號傳送了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)、風與水的侵蝕作用及沉淀,、鋒面,、霧以及其它?;鹦堑膬蓚€小衛(wèi)星佛伯斯及帝摩斯也有照相,。水手9號任務的發(fā)現(xiàn)成為了后來維京計劃的基礎(chǔ)。巨大的水手谷峽谷系統(tǒng)因水手9號的成就而命名,。
“水手9號“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發(fā)現(xiàn):看似干涸已久的河床在某一時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河的觀點,,使科學家作出結(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,此任務還攝得火星上的火山詳細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號耗盡能源而墜入火星大氣中。