火星探测简史2(探测器史上的十个“第一”)

火星探测简史2(探测器史上的十个“第一”)

火星是为数不多的肉眼可见的星体之一,人类很早就发现并记载了火星,我国古书上将火星称为“荧惑星”,西方古代(古罗马)称为“战神玛尔斯星”。

自古以来,人类对火星就有浓厚的兴趣,望远镜发明之后,科学家对火星进行了远距离的观测,有了进一步的了解,也让人们产生了无限的遐想,有些科学家甚至认为火星上存在智慧生命,随着科学的发展,人类逐渐有能力发射探测器以近距离探测火星。

火星探测器全家福(图片来自网络)

自1960年至今,人类总共向火星发射了46颗探测器。这些探测器产生了很多了“第一”,某些探测器的发射标志着人类探测火星史上的突破性进展,本人选取了比较重要的十个“第一”,与大家分享。

(1)人类发射的第一颗火星探测器:火星1A号(Mars 1960A)

1960年10月10日14时27分49秒前苏联发射的火星1A号(Mars 1960A)探测器是人类发射的第一颗火星探测器。但遗憾的火星1A号是该探测器在1963年3月21日距地球大约1亿公里的地方因为导航设备的故障而失去控制,进入黄道面成为了一颗太阳卫星。

火星1A号(图片来自网络)

也有人认为第一颗火星探测器应该是1962年11月1日17时55分04秒前苏联发射的火星1号,同样遗憾的是火星1号发射4个月后在距地球1亿多公里处与地面的通信中断失联。

(2)第一个成功飞跃火星的探测器:水手4号(Mariner 4)

水手4号是1964年11月28日14时22分01秒在美国佛罗里达州卡纳维尔角空军基地发射的。1965年7月,水手4号飞近火星,距离表面9,846公里摄取了22张火星的特写照片,它首次确认了火星表面陨石坑的存在。

水手4号(图片来自网络)

(3)回传了第一张火星表面照片的探测器:水手4号(Mariner 4)

水手4号拍摄的第一张火星数字照片(图片来自网络)

水手4号在距火星最近时拍摄的火星表面照片(图片来自网络)

根据水手4号传回的资料,科学家们认识到火星上并不存在智慧生命,如果存在生命,应该是微生物。所以后来的探测器都在寻找微生物存在的痕迹和证据。

(4)第一次探测到水的探测器:火星2号与火星3号

水是生命存在的必要条件,要寻找火星微生物,必须首先找到水,因此寻找水一直都在火星探测的主要任务。前苏联于1971年5月19日发射的火星2号和1971年5月28日发射的火星3号都成功进入火星轨道,共送回了60张照片及其他探测数据。数据显示火星大气有比地球低5000倍的水蒸汽含量。根据本人目前掌握的资料,这是人类首次探测到火星水的存在,自此燃起了人类寻找火星微生物的热情。

火星3号(图片来自网络)

2001年4月7日美国发射的火星奥德赛号(Mars Odyssey)、2003年6月2日欧洲发射的火星快车号(Mars Express)、2005年8月12日美国发射的火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)、2007年8月4日美国发射的凤凰号火星极地着陆探测器(Phoenix Mars Lander)等探测器也发现了火星存在水。

(5)第一个火星人造卫星:水手9号(Mariner 9)

1971年5月30日美国发射了水手9号火星探测器,于1972年1月3日进入环绕火星的轨道,沿火星外层空间轨道飞行,成为火星的第一颗人造卫星。其近火点为1390千米,远火点为17920千米,运行周期为12小时34分钟。水手9号也是第一艘环绕地球以外行星的太空船。

水手9号(图片来自网络)

水手9号自1972年1月3日进入火星轨道,一直到1972年10月27日才能源耗尽坠入火星大气层,绕行火星长达9个多月,对火星进行了长期的观测,成功拍摄了火星全貌,发回7329张照片,确认火星上并不存在运河,火星的一个半球上有许多环行山,外貌很象月球,另一个半球则比较平坦。

水手9号拍摄的水手谷(图片来自网络)

(6)第一个成功登录火星表面的探测器:海盗1号(Viking 1)

人类不满足于绕行火星观测,想登陆火星进行近距离观测,以揭开火星有无微生物的谜团。前苏联发射的火星2号和火星3号都携带了着陆器,但着陆时遭遇沙尘暴失联。

1975年8月20日21时22分00秒美国发射了海盗1号(Viking 1),探测器于1976年6月19日进入火星的轨道,着陆装置于1976年7月20日在Chryse平原斜坡着陆成功,成为全球首个成功登陆火星的探测器。

海盗1号(图片来自网络)

海盗1号探测器拍摄的火星高清照片(图片来自网络)

海盗1号着陆后传回的第一张照片(图片来自网络)

海盗1号没有在火星上发现生命现象,因为海盗1号是用支架支撑在火星表面的,不能移动,因此人类又计划发射能够移动的火星车,寻找火星微生物。

(7)第一辆成功登录火星表面的火星车:索杰纳号火星车(英文名sojourner,也称“旅居者”号)

1996年12月4日美国发射了“火星探路者”号探测器(Mars Pathfinder, MPF),携带的索杰纳号火星车(也称“旅居者”号),1997年7月4日在火星着陆,着陆成功后,飞船打开外侧的3个电池板,重10公斤的6轮“旅居者”号火星车缓缓驶离飞船,落到火星地表。“旅居者”号是人类送往火星的第一部火星车。

索杰纳号火星车(图片来自网络)

索杰纳号火星车拍到的火星岩石(图片来自网络)

(8)第一个在火星上打洞的火星车:勇气号(Spirit,代号MER-A)

人类不满足于在火星上观测,科学家们想在火星上钻洞,以研究火星岩石,寻找火星微生物。2003年6月10日美国发射了勇气号火星漫游车于2004年1月3日在火星南半球的古谢夫陨石坑着陆。

勇气号火星车(图片来自网络)

勇气号装有机械手臂(IDD),是由大量机械化仪器组成的,伸直后有一米多长,所有装配件均与成年人的手臂大小相似,具有与人的肩、肘和腕关节类似的结构,能够实现我们市场所用的五个自由度。

勇气号火星车(图片来自网络)

2004年2月7日,勇气号成功地在一块玄武岩类岩石上钻出一个小洞。这是人类火星探测史上的首次岩石钻孔。它花了3小时,用机械臂上的磨具钻入一块名为“阿迪朗达克”的岩石,钻出的洞深 2.7毫米,直径45毫米,以分析火星过去的地质构造。接下来,它利用显微成像仪拍摄了岩石的显微照片。

勇气号火星车(图片来自网络)

(9)在火星上拍摄第一张地球照片的探测器:勇气号(Spirit,代号 MER-A)

2004年3月11日,勇气号从火星上拍摄到了地球的照片。这是人类首次获得从其它行星表面拍摄到的地球照片。

勇气号传回的第一张地球照片(图片来自网络)

上图的照片是日出前一小时拍摄的,所以地球看的不够清楚,下图也是勇气号拍摄的,比较清楚。

勇气号在火星上拍摄的地球照片(图片来自网络)

(10)第一辆核动力火星车:好奇号(Curiosity)

以前的火星车都是太阳能驱动的,但在火星上面有沙尘暴,沙尘会附着在太阳能电池板上,清理成本很高,这样影响探测器的使用寿命。因此,核动力火星车应运而生。

2011年11月26日美国发射了好奇号火星探测器,是世界上第一辆采用核动力驱动的火星车。好奇号火星车个头与小汽车相当,重约900公斤,和2004年登陆火星的机遇号探测器和勇气号探测器相比,以核燃料钚为动力的“好奇”号火星车质量是它们的3倍,体积是其两倍。

好奇号火星车(图片来自网络)

好奇号的动力由一台多任务放射性同位素热电发生器提供,其本质上是一块核电池。该系统主要包括两个组成部分:一个装填钚-238二氧化物的热源和一组固体热电偶,可以将钚-238产生的热能转化为电力。这一系统设计使用寿命为14年,也高于太阳能电池板。该系统足以为“好奇”号同时运转的诸多仪器提供充足能量。“好奇”号的设计行程将超过19公里,并将在火星表面攀登高山。1997年,由“火星探路者”号携带升空的“旅居者”号火星车着陆。与这位重约10公斤的老前辈相比,“好奇”号要先进得多。

好奇号火星车(图片来自网络)

好奇号拍摄的一些清晰的火星表面照片,本人选取5张与大家分享。

好奇号火星车拍摄的火星表面照片(图片来自网络)

好奇号火星车拍摄的火星表面照片(图片来自网络)

好奇号火星车拍摄的火星表面照片(图片来自网络)

好奇号火星车拍摄的火星表面照片(图片来自网络)

好奇号火星车拍摄的火星表面照片(图片来自网络)