那些年，火星上留下的足跡

于雯

2013年到2022年發(fā)射窗口及部分任務(wù)表?

人類為何對(duì)火星情有獨(dú)鐘？

火星是離地球第二近的行星，在很多方面也最為相似?；鹦翘綔y(cè)最吸引人的地方是火星上有存在水的可能性。因?yàn)樵谖覀兊厍蛏?，幾乎所有有水存在的地方都能找到生命。而在太?yáng)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(gè)科學(xué)問(wèn)題?；鹦鞘翘?yáng)系中最容易到達(dá)的行星，也是研究這個(gè)問(wèn)題的絕佳地點(diǎn)。另外，火星提供了解答生命起源和進(jìn)化問(wèn)題的可能性，并可能在某一天成為人類的另一個(gè)家園。

火星探測(cè)簡(jiǎn)史

火星探測(cè)起步于1960年，經(jīng)歷了發(fā)展初期（20世紀(jì)60—70年代），停滯期（70年代后期至90年代初）和高速發(fā)展期（1996年至今）。迄今為止，世界各國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)總計(jì)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(wù)，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(cè)，成功率不到一半。

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

20世紀(jì)60-70年代：近天體探測(cè)飛行（飛掠）和拍攝影像

美國(guó)的水手4號(hào)火星探測(cè)器首先揭開(kāi)了火星的神秘面紗。1965年了月14日，水手4號(hào)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(guó)航空航天局（NASA）的水手9號(hào)火星探測(cè)器抵達(dá)火星，改變了我們對(duì)火星形貌的認(rèn)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(fù)雜的地質(zhì)歷史清晰可見(jiàn)。

20世紀(jì)70-80年代：著陸火星

1975年，NASA發(fā)射了海盜1號(hào)和海盜2號(hào)?！昂１I計(jì)劃”代表了人類對(duì)火星的首次擴(kuò)展探索，實(shí)現(xiàn)了探測(cè)器首次在火星上的著陸。海盜號(hào)著陸器在火星上進(jìn)行了探測(cè)生命和了解土壤化學(xué)成分的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)火星的巖石成分與地球上發(fā)現(xiàn)的某些隕石幾乎完全相同，這表明地球上發(fā)現(xiàn)的一些隕石最初來(lái)自火星。

20世紀(jì)90年代：更好、更快、更經(jīng)濟(jì)

1992年發(fā)射的火星觀察者號(hào)造價(jià)高昂、身負(fù)眾望卻以失敗告終，這促使NASA推進(jìn)更好、更快、成本更低的探測(cè)任務(wù)，并稱之為“FBC計(jì)劃”。1996年11月7日，NASA發(fā)射了火星全球探測(cè)器（MGS）。MGS發(fā)現(xiàn)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，F(xiàn)BC計(jì)劃的第一個(gè)任務(wù)非常成功，火星探路者號(hào)著陸器和旅行者號(hào)探測(cè)器抵達(dá)火星?；鹦翘铰氛呤堑谝粋€(gè)使用安全氣囊緩沖著陸的探測(cè)器，而旅行者是第一個(gè)在火星上盤旋的探測(cè)器。不幸的是，同年9月，火星探路者號(hào)和旅行者號(hào)與地球失去了聯(lián)系。

2000年至今：大量的火星車和軌道探測(cè)器

21世紀(jì)以來(lái)，大量火星車和環(huán)繞器攜帶多種性能卓越的科學(xué)載荷，全方位開(kāi)展火星表面探測(cè)，火星科學(xué)的深度和廣度得到空前發(fā)展。例如，2001年發(fā)射火星奧德賽號(hào)探測(cè)器（美國(guó)）;2003年發(fā)射火星快車探測(cè)器（歐洲）;2016年發(fā)射痕量氣體軌道探測(cè)器（歐洲和俄羅斯合作）等。其中奧德賽號(hào)是目前運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的火星探測(cè)器。

這些軌道探測(cè)器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(tài)水區(qū)域，還發(fā)現(xiàn)火星表層和次表層有流動(dòng)的鹽水，并提供了關(guān)于火星表面和大氣的元素及化學(xué)組成更詳細(xì)的信息。

許多發(fā)射成功的火星車和著陸器也立下大功，如2003年的勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)火星車、2011年的好奇號(hào)火星車、2018年的洞察號(hào)著陸器。它們有充足的證據(jù)證明了火星上曾經(jīng)有過(guò)水流動(dòng)。其中，最引人注目的是2018年在火星表面發(fā)現(xiàn)的有機(jī)分子，這個(gè)發(fā)現(xiàn)再一次點(diǎn)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(fā)射時(shí)間較短，2020年夏天將有很多火星發(fā)射任務(wù)。包括中國(guó)計(jì)劃發(fā)射的火星探測(cè)器，此次任務(wù)包括一個(gè)軌道飛行器、一個(gè)著陸器和一個(gè)火星車，并將在未來(lái)實(shí)現(xiàn)火星樣品返回;阿聯(lián)酋的希望號(hào)，用于探測(cè)火星大氣消失的原因;美國(guó)的火星2020著陸器，旨在研究火星天體生物學(xué);日本計(jì)劃發(fā)射的火星太赫茲微衛(wèi)星，用于測(cè)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(lái)源。

火星探測(cè)是繼月球探測(cè)之后深空探測(cè)的最大熱點(diǎn)，是未來(lái)載人行星探測(cè)的重要目標(biāo)。隨著探測(cè)技術(shù)的提高、科學(xué)研究的深入以及人類對(duì)于未知的好奇與向往，火星探測(cè)，未來(lái)可期！

（責(zé)任編輯/陳瑩 美術(shù)編輯/滿斗工作室）