候濤　王潭

編者的話：上周，我國首次火星探測任務“天問一號”成功發(fā)射，中國人離探索火星的夢想更進一步。一直以來，火星引發(fā)著人類對地外生命的熱烈猜想。而人類探索火星的歷史幾乎貫穿整個人類航天史。世界上第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射后沒幾年，第一個火星探測器也開始了它的旅程。從上世紀60年代到今年6月，全球共實施了四十余次探測火星活動。

火星探測起步于1960年

人類的火星探測起步于1960年。探測火星十分不易，主要原因是火星距地球遙遠，環(huán)境復雜。早期火星探索行動大多失敗，但也就是這一次次失敗推動火星探索不斷前進。

蘇聯(lián)可謂火星探索的先驅(qū)，從1960年到1969年，蘇聯(lián)發(fā)射過9個火星探測器，但均以失敗告終。蘇聯(lián)首個無人飛船星際探索項目由“火星1A號”和“火星1B號”構(gòu)成。1960年10月10日，蘇聯(lián)發(fā)射第一個火星探測器“火星1A號”，按計劃，這個探測器將飛過火星，但其在發(fā)射后出現(xiàn)故障，殘骸墜落在西伯利亞。在“火星1A號”發(fā)射失敗4天后，“火星1B號”發(fā)射，但這個探測器也失敗了。1962年，蘇聯(lián)的第三個火星探測器升空了，蘇聯(lián)計劃讓這個探測器飛掠火星，將這顆行星的圖像傳送回地球。然而，由于火箭發(fā)射問題，它在近地軌道毀掉。不久，蘇聯(lián)又發(fā)射升空一個探測器，依然沒有成功。

幾次失敗下來，蘇聯(lián)科學家并沒有氣餒，1962年11月1日，蘇聯(lián)發(fā)射一個自動星際站“火星1號”，打算在距離火星大約1.1萬公里的地方掠過這顆行星?！盎鹦?號”設計用來對火星表面成像，并將宇宙輻射、微流星體影響、火星磁場、輻射環(huán)境、大氣結(jié)構(gòu)和可能的有機化合物數(shù)據(jù)發(fā)回地球?！盎鹦?號”同地球總共進行了61次無線電傳輸，最初每隔兩天傳輸一次，后來每隔5天傳輸大量星際數(shù)據(jù)。這個航天器成功進入前往火星的軌道，計劃于1963年6月19日到達火星，但到了1963年3月21日，當這個航天器在前往火星途中與地球失去聯(lián)系。

1964年，蘇聯(lián)又向火星發(fā)射兩個探測器，但這兩個探測器相繼以失敗告終。1969年，蘇聯(lián)再向火星發(fā)射兩個探測器，然而，這兩次發(fā)射比以往更糟糕，兩個探測器發(fā)射后立即走向毀滅，第一個探測器在發(fā)射后7分鐘因發(fā)動機故障發(fā)生爆炸，第二個探測器發(fā)射后不到1分鐘就墜向地面。

眼見蘇聯(lián)在探索火星的活動中屢敗屢戰(zhàn)，美國坐不住了，在冷戰(zhàn)大背景下，美國很想在火星探索競賽中擊敗蘇聯(lián)。1964年，美國航空航天局噴氣推進實驗室進行了兩次探索火星嘗試?！八?號”和“水手4號”是姐妹探測器，旨在實施首次飛過火星的行動?！八?號”于1964年11月5日發(fā)射升空，但由于出現(xiàn)故障，導致任務失敗。三周之后，11月28日，“水手4號”火星探測器成功發(fā)射，踏上7個半月的火星之旅。1965年7月14日，“水手4號”在火星表面上空掠過，地球首次收到另一個星球上空拍來的照片，它是人類有史以來第一個成功到達火星并發(fā)回數(shù)據(jù)的探測器?！八?號”拍攝的火星表面照片展現(xiàn)了充滿隕石坑的、死寂的場面，震驚了世界。隕石坑與薄大氣層顯示出火星是一個相當不活躍的行星，白天溫度零下100攝氏度，探測器也沒有偵測到磁場。人類幾個世紀以來對火星存在智慧生命的美好幻想基本破滅，在“水手4號”探測后，科學界普遍認為，即使火星存在生命，也只是簡單生命，而非智慧生命。

1969年，美國航空航天局繼續(xù)“水手項目”，發(fā)射又一對探測器——“水手6號”和“水手7號”探索火星。這兩個探測器先后成功掠過火星，它們攜帶有更先進的儀器和通信設備，分析火星大氣成分，并發(fā)回地球大量照片。

1960年至1975年，可以說是人類探測火星的探索起步期，美蘇兩國共進行了23次發(fā)射。當時美蘇主要是為了政治目的，在包括火星探測在內(nèi)的許多航天領域展開了激烈競爭。▲

1997年，探測車登陸火星

由于火星探測耗資巨大，再加上美蘇競爭重點轉(zhuǎn)移，美國大力發(fā)展航天飛機，而蘇聯(lián)則大力發(fā)展空間站，所以此后全球火星探測進入低潮期，尤其上世紀80年代美國聚焦于在政治與軍事上搞垮蘇聯(lián)，對探索火星毫無作為。直至20世紀90年代中期之后，火星探索才再度熱起來。

蘇聯(lián)在解體前實施過最后一次火星探索，1988年7月7日，“福波斯1號”發(fā)射升空。7月12日，“福波斯2號”也發(fā)射升空。然而，都以失敗告終。

蘇聯(lián)解體后，美國終于騰出手來投資火星探索了。1992年9月25日，美國國家航空航天局發(fā)射“火星觀察者號”探測器，用于研究火星地表、大氣、氣候和磁場。在“火星觀察者號”星際航行階段，它與地球失去聯(lián)系。

在“火星觀察者號”探測器未能完成任務之后，美國國家航空航天局于1996年11月7日發(fā)射“火星全球勘測者”探測器，這次行動是20年來美國首次成功的火星探索行動，1997年9月12日，這個探測器進入火星軌道。經(jīng)過一年半調(diào)整，“火星全球勘測者”從1999年3月起開始主要測繪行動，它在一個完整的火星年——相當于將近兩個地球年，從低空觀察這顆紅色行星，它發(fā)回地球比以前所有火星任務加起來都要多的火星數(shù)據(jù)，使科學家可以研究整個火星地表、大氣和內(nèi)部。在關鍵的科學發(fā)現(xiàn)中，“火星全球勘測者”拍攝了溪谷和泥石流特征的圖像，地球上類似的通道是由流動的水形成的，但在火星上，溫度通常太低，大氣又太薄，無法維持液態(tài)水。

進入90年代中期，美國的火星探索活動開始密集起來。1997年7月4日，美國的“火星探路者號”在火星地表著陸，它放出的“索杰納號”火星車是首部在火星上工作的探測車。除了美國之外，俄羅斯和日本也在90年代中后期發(fā)射過火星探測器，但都以失敗告終。

可以說，從1990年開始，迅猛發(fā)展的科學技術(shù)催生了火星探測的新熱潮。多個國家加入探測行列，成功率也大幅增長?；鹦翘綔y活動的探測方式主要為著陸和巡視探測，主要目標是尋找火星水存在的證據(jù)和生命跡象。21世紀，火星探索又進入了一輪高潮期?！?/p>

1971年首次實現(xiàn)軟著陸

進入20世紀70年代之后，火星探索迎來了高潮期，美國和蘇聯(lián)許多探測器飛往火星，甚至還有探測器有史以來首次成功在火星表面著陸。

1971年，美國向火星發(fā)射兩個探測器，嘗試進入火星軌道，然后環(huán)繞火星飛行，以獲得高清晰照片。5月8日，“水手8號”發(fā)射，但幾分鐘后，因故障墜入大西洋。隨后，5月30日，“水手9號”從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，同年11月14日抵達火星，成為首個繞另一顆行星軌道運行的航天器。當“水手9號”抵達火星時，行星科學家驚訝地發(fā)現(xiàn)，火星大氣中彌漫著全星球范圍的塵埃，火星表面完全被遮住了。因此，科學家從地球向“水手9號”發(fā)出指令，將表面成像推遲數(shù)月，直到塵埃散去。主要的火星表面成像直到1972年1月中旬才開始，在為期349天的繞火星軌道運行期間，“水手9號”向地球發(fā)送了7329張圖像，覆蓋火星85%的表面，相比之下，以前的探測器發(fā)回的圖像不到1000張，只覆蓋火星表面一小部分?！八?號”拍攝的這些圖像顯示出火星的河床、火山口、大型死火山、峽谷以及風與水侵蝕和沉積的證據(jù)等，火星的小衛(wèi)星——火衛(wèi)一和火衛(wèi)二也被拍攝到。

蘇聯(lián)則奮力在火星探索方面追趕美國，1971年5月，在美國“水手8號”探測器發(fā)射出現(xiàn)故障并且未能到達預期軌道之后，蘇聯(lián)“宇宙419號”火星探測器也發(fā)射失敗。接下來，蘇聯(lián)在1971年5月中旬和5月底相繼成功發(fā)射“火星2號”和“火星3號”探測器，這兩個火星探測器由軌道飛行器和著陸器構(gòu)成。幾個月后，這兩個探測器先后抵達火星。1971年11月27日，“火星2號”著陸器由于計算機故障而墜毀，成為首個落到火星表面的人造物體。12月2日，“火星3號”著陸器成為第一個實現(xiàn)火星軟著陸的人類航天器，但在著陸器到達火星表面14.5秒后傳輸信息終止。另一方面，“火星2號”和“火星3號”的軌道飛行器發(fā)回地球大量數(shù)據(jù)，到1972年8月22日，在發(fā)回眾多數(shù)據(jù)以及總共60張圖像后，“火星2號”和“火星3號”完成了使命。這些圖像和數(shù)據(jù)使人們能夠制作火星表面地形圖，并且提供了有關火星重力和磁場的信息。1973年，蘇聯(lián)又發(fā)射了4個探測器前往火星。其中“火星5號”最成功。它在停止工作前發(fā)回60張圖像。

1975年，美國國家航空航天局“海盜號計劃”中的兩個探測器——“海盜1號”和“海盜2號”飛往火星，它們均擁有軌道飛行器和著陸器，主要科學目標是尋找生物并觀察火星的氣象、地震和磁性?！昂１I1號”和“海盜2號”分別于1975年8月20日與1975年9月9日發(fā)射升空，它們成了首批成功在火星上著陸和運行的航天器。著陸器進行了生物學實驗，以尋找火星生命的證據(jù)。在火星土壤里沒有發(fā)現(xiàn)有機化合物，火星與地球不同，火星沒有臭氧層，所以紫外線會消殺火星表面，產(chǎn)生高活性的化學物質(zhì)，比如會氧化任何有機化合物的過氧化物。如果這種物質(zhì)在火星上廣泛存在，那么碳基生命在火星土壤表面很難生存。不過，后來一些科學家對這些數(shù)據(jù)進行重新分析后認為，火星上存在微生物生命的跡象?！?/p>