第20章 奔向火星的探测器(6)

（10）4月17日下午，安装了升级版电脑软件的“机遇”号在火星上创纪录地行驶了近3小时，跑完一个马拉松式的长途，轻松驶出1409米，创下人造火星车在火星上单日行车距离的新纪录。这大大超出它自己此前保持的火星单日行车里程纪录，也大于“旅居者”火星车1997年在火星上考察3个月行驶距离的总和。在结束这次长途旅程后，“机遇”号在火星上的累计行驶里程达到6277米，突破了600米大关。

（11）4月26日，“机遇”号完成第90个火星日的探测，步“勇气”号后尘，一举通过所有“考核标准”。孪生火星车探测计划至此正式宣告取得圆满成功。科学家和工程师事先设立了一系列硬指标，作为判定2辆火星车联合探测计划是否成功的依据。按照规定，除行驶总里程至少达到600米外，每辆火星车都要至少工作90个火星日（约相当于地球上的92天），至少造访8个不同地点，并必须拍下周围环境的立体和彩色全景照片。

后经过6周的长途跋涉，“机遇”号驶到了一个露天足球场大小的环形山边缘。这个名为“持久”的环形山直径约130米，据估计最大深度在20米以上。这里潜在的科学探测价值对火星车构成了“诱惑”。在5月6日的一次新闻发布会上，科学家们公布了“机遇”号从坑边拍摄的坑内彩色全景照片。“机遇”号着陆后，有近2个月时间一直在较浅的“小鹰”环形山中活动，对其中的裸露岩石等进行探测，并帮助科学家得出了该区域曾被一片早已蒸发光的咸水覆盖的推断。但咸水蒸发前火星上到底有过什么样的环境，在该环形山中却找不到相关证据，因为它深度太浅，还不到3米。对“持久”环形山的探测可能有助于回答这个问题。

爬出“小鹰”后，“机遇”号开了近800米才到达“持久”边缘。照片分析显示，这个大环形山内壁嵌有多层裸露岩石，一些岩石位于高约5～10米的峭壁之上，所处深度比“小鹰”坑内的裸露岩石要深，或者说年代更为久远。6月4日，宇航局宣布，科学家们就让“机遇”号冒险驶入该环形山达成了一致。6月8日，“机遇”号正式开始尝试进入环形山内。进入后，“机遇”号将首个探测目标锁定为一块名为“田纳西”的扁平岩石，并成功地在这块岩石上打出了一个洞。

（12）6月8日，科学家透露，“勇气”号在古谢夫区域新刨出了一条沟，并通过对沟中土壤的分析发现了该区域过去曾存在过水的新证据。阿尔法粒子X射线光谱仪的探测显示，在新挖的这条沟内，土壤中矿物盐含量相对较高。光谱仪在土壤中发现了硫和镁存在的迹象，而且含量在沟内不同位置保持同步变化。这意味着2种元素有可能以硫酸镁的形式存在。对此最可能的解释是水从表面之下渗出，溶解出矿物；当接近表面的水蒸发后，就会留下浓缩的盐。科学家还强调，这一发现提供的证据比“勇气”号1月3日着陆以来在其他任何地方发现的证据都更具说服力。科学家介绍，“勇气”号在火星上驰骋了32千米后，离一群小山越来越近。

（13）6月25日，美国宇航局公布了“勇气”号拍摄的被称作“金壶”的火星岩石照片。这块岩石含有赤铁矿。赤铁矿通常在液态水环境下生成，但火山作用也可能会形成这种矿物。科学家们表示，“金壶”中的赤铁矿究竟是如何形成的，他们尚未找到真正的线索。

据专家透露，在“勇气”号和“机遇”号探测计划的实施过程中，宇航局投入的经费和评估测试的严格程度都超过从前，总共耗资约82亿美元，但还是出了故障，今后还不知会有什么不可预知的各种突发情况。由此可见，探测火星非常不容易。

“七拼八凑”的“火星快车”

“火星快车”的轨道器示意图

在美国火星探测计划再度兴起之时，世界其他国家也在抓紧时间向着那颗红色的星球“奔进”。于是，一些欧洲国家适时地推出了“火星快车”计划，该计划极可能令人类首次取得火星地底泥土样本。

资料显示，该“火星快车”计划包括一个名为“火星快车”的轨道器和一个名为“猎兔犬2”号的着陆器。

2003年6月2日，“火星快车”在哈萨克斯坦的拜科努尔发射场由俄罗斯的“联盟”号运载火箭发射升空，预计将在2003年12月25日圣诞节当天到达火星。

“猎兔犬2”号的着陆器示意图值得一提的是，考虑到探测计划耗资庞大和欧洲国家的经济实力，“火星快车”的设计、建造和发射计划均吸取了以往火星探测的经验和教训，采取广泛的国际合作、已有研制设备的再利用等方式，以最大限度地降低费用开支。如以竞标的方式把总体研制合同交给法国马可尼—马特拉空间公司，不用“阿里安”火箭而用俄罗斯“联盟”号进行发射。除此之外，“火星快车”的仪器组成更是来自五湖四海：德国的立体摄像机，法国的地质地图仪，意大利的大气探测仪，意、美合作的探测水下情况雷达装置，英国的登陆器等等。

更值得一提的是，“火星快车”在登陆火星时搜集样本的“岩芯取样器”是由中国香港的科研人员研制的。届时，“火星快车”的机械臂将伸出太空钳，钳上的捣碎机会钻开泥土表层抽取样本，这时，钳内的显微镜也会探入泥土内查看有无生物化石。该太空钳是香港科学家根据力学原理持钳效应发明的，它利用作用力和反作用力，解决了在无重力状态下固定物体的难题，而有趣的是，这最初的创意竟来自一位牙医的灵感。

目前为止，该“火星快车”已检测出火星中的甲烷含量及火星上有水的大量证据。除了科学方面的任务，“火星快车”还提供地球与其他国家部署的登陆车之间的通信中转服务，由此成为国际火星探索工作的枢纽部分。

行星

行星，通常指自身不发光的球体，环绕着恒星运转的天体。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大（相对于月球） 且近似于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。2007年5月，麻省理工学院一组太空科学研究队发现了宇宙中最热的行星（2040℃）。而2010年经后续观测证实编号WASP-33b行星的温度竟高达3200℃！火星探测成果，火星也是一颗类似地球的行星，比地球小。它的半径是053倍的地球半径，质量是011倍的地球质量，密度为地球密度071倍。它绕太阳公转周期为687天，平均运行速度每秒2411千米，离开我们约9000万千米，所以是地球的另一个近邻。火星和地球一样也自转，且速度和地球速度几乎相等，自转一周为246小时，因此火星上1天和地球上1天极相似。多少年来，火星一直是人类心目中最富传奇色彩的行星。在火星是否有过生命存在，是科学家们不断猜测和争论的问题。

火星上确实存在着大气，虽然和地球相比，它的大气层很稀薄。但那里的气候一度比较暖和，有过水及河流。俗话说，水就是生命，因此现在还很难说火星上没有生命。在火星表面那些具有足够热量的地方，生命有可能延续下来。总之，我们对火星了解很少，猜测、争论还缺乏有力证据。发射自动航天器对火星进行探测，揭开火星奥秘是解决人们对它争论的唯一办法。

美、苏两国为探索火星，都作出了举世瞩目的努力。1971年5月30日，美国成功发射了“水手9”号探测器，并在同年的11月13日成为美国第一颗人造火星卫星。“水手9”号探测器绕火星飞行时拍摄了7000张照片并做了大批光谱测量。这些照片证实火星表面呈现许多陨石坑，也发现若干火山。火山之一奥林匹斯山高为26000米，约为珠穆朗玛峰高度的3倍。科学家从这些高分辨率照片上还发现火星表面的一些地区，有一些类似四角金字塔的“建筑群”，在火星的南极地区专家们又发现几何构图十分方正的结构体，这不禁提出一个扣人心弦的问题：火星上是否有高级智慧生物生活过？有些研究火星照片的专家，提出这些结构体系人工建造的大胆设想；另有一部分研究人员面对火星照片上这些令人难以置信的“建筑群”，作出了非人工建造的结论。他们认为这些结构体都是自然形成的物体。科学家们对火星的奥秘，继续进行着猜测和争论。

1975年8月20日和9月9日，美国又先后发射了“海盗1”号和“海盗2”号自动探测飞船，并分别在1976年6月19日和8月7日进入了火星轨道。专门用于研究火星生命的这2个探测飞船的着陆舱则分别在同年7月20日和9月3日在火星表面实现了软着陆。着陆舱从火星表面向地球传送了它拍摄的火星图像；自动实验室化验了火星土壤。母船在火星轨道上对火星进行观测，绘制火星表面地形图。“海盗1”号探测器也拍摄到了类似埃及金字塔的“废墟”。在“金字塔城”东侧9千米处竟还发现了形状类似于人类的石质结构体以及奇特的黑色圈形构成体。

1971年5月19日，前苏联发射“火星2”号自动探测飞船，同年11月27日成为前苏联的第一颗人造火星卫星；紧接着，1971年5月28日，前苏联又发射“火星3”号探测飞船，其着陆舱从探测飞船本体分离后于12月2日在火星表面软着陆。其后，前苏联又多次发射火星探测器，其中“火星5”号、“火星6”号和“火星7”号进入火星轨道后，拍摄了大量照片，获取了火星大气资料。

美国的一大批科学家对“水手9”号、“海盗1”号和“海盗2”号等探测飞船拍摄的火星表面照片和收集的土壤化验数据进行多年研究后认为，在火星的两极有水，在其表面也有水；离表面08千米深处可能还有液态水。火星的水比人们曾估计的要多得多。探测到的信息还确定，在火星上发现了尘旋风，高达05~7英里，这说明太阳足以使火星大气变暖并显著地升温。

火星有两颗小卫星，火卫1和火卫2，它们是1877年首次被发现的。1971年“水手9”号探测飞船成功拍摄了火卫1的照片。“海盗”号探测飞船又分别从89千米和23千米距离外给火卫1和火卫2拍了照片。两颗卫星都像是患病的土豆，奇特的形状可能是由于他们被陨石轰击所造成的。火卫1直径22千米，距火星表面7570千米，它像被咬过一口，这个缺口就是斯蒂克尼火山口。火山口直径11千米，占据了半个火卫1。火卫2直径只有11千米，距火星表面20700千米。火卫1和火卫2外形都呈椭球形，长轴永远指向火星，为观察火星提供了极好的姿态。它们的轨道接近火星赤道，近似整圆。火卫1离火星这样近，绕火星1周只需要7小时39分钟。倘若站在火星上，就会看到这个“月亮”从西边升起，以4个半小时的时间迅速地飞越天空，其形状不断地变化着，在东边下山后6个半小时又匆匆从西边出现。火卫1和火卫2的引力很小，如果一个人在地球上能跳起15厘米高，则他在火卫1上能跳起244米高，而在火卫2上能跳457米高。

火卫1表面覆盖着一层粉末，从太阳系诞生以来就是如此。火卫1的年龄、起源和物质以及岩石的特性将为揭开太古年代的秘密提供线索。因为它类似于碳质球粒状陨石类小行星。前苏联发射的“福波斯”号火卫1探测器，虽然通信中断，但在通信中断前也向地面发回一组火卫1照片。专家们从照片得知，火卫1表面的物体近似于一种含碳球陨石，且表面成分很不均匀，其矿物层中含水量比设想的要少。火卫1白天温度约27℃。

有的科学家认为，火卫1可以充当人类在火星上着陆的转运站，因此火卫1已经引起人们浓厚的兴趣。有人猜测，除了月球以外，人类将要攀登的天体首先可能不是火星，而是火星的卫星火卫1或火卫2。

火星大气层

与地球相似，火星周围也笼罩着大气层。火星大气层的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气层与地球大气层都有氮存在，这是火星与地球最大的相似之处。 火星大气的密度不到地球大气的百分之一，表面大气压500～700毫帕。火星大气温度垂直分布与地球不同：由表面至50千米高度。