参考消息网7月22日报道(文\/庞之浩)7月20日,阿联酋首个火星探测器“希望”号发射升空。与此同时,我国“天问一号”火星探测器将在7月和8月择机发射,美国“毅力”号火星车也蓄势待发。火星探测再次吸引了全世界的目光。其实,人类早在数十年前就把探索的目标对准了火星,到目前为止,受制于政治、科技、经济和技术等多种原因,全球火星探测已经历三个发展阶段。
7月17日,长征五号遥四运载火箭垂直转运至文昌航天发射场,计划择机实施我国首次火星探测任务。(国家航天局新闻宣传中心张高翔 摄)
美苏曾主导第一波热潮
1960年至1975年,世界火星探测掀起了第一波热潮,共进行了23次发射。当时处在冷战时期,美国火星探测的成功率大大高于苏联。1976年至1990年,世界火星探测进入低潮期。美国主要大力发展航天飞机;苏联则大力发展空间站,只有苏联在1988年进行过两次火星探测器的发射,皆以失败告终。
20世纪90年代至今,世界火星探测掀起了第二波热潮,截止2020年6月底,共进行了19次发射。这次探火高潮主要出于科学和工程目的,具有三大特点:一是美国火星探测计划是以寻找火星生命为主;二是欧洲航天局、印度成功打破了美苏对探火的垄断;三是火星探测技术明显提高,尤其是21世纪发射的火星探测器都取得了成功或部分成功。
截至今年6月底,全球共进行过44次火星探测器发射,美国21次,苏俄19次,日本一次,欧洲两次,印度一次。其中成功或部分成功23次,成功率约53%;完全成功的只有19次,成功率约43%。
在20世纪,苏联先后发射了多个“火星”系列探测器,但大部分失败了,只有个别探测器获得部分成功。
与此同时,美国向火星发射了6个“水手”系列探测器,其中4个获得成功。其中的“水手”4号于1965年从离火星约1万千米的地方掠过,回传了世界第一张近距离拍摄的火星表面照片;“水手”9号于1971年成为世界第一个进入火星轨道的探测器,拍摄了85%的火星表面,否定了火星存在运河的说法。
1976年,美国“海盗”1号、2号探测器在进入火星上空时轨道舱绕火星飞行,着陆舱在火星表面成功软着陆。时隔17年后,美国于1992年发射了“火星观测者”探测器,但在它即将到达火星时,因故障与地球失联。
经过四年的等待,美国于1996年开始实施庞大的“火星生命计划”,先后成功发射了“火星全球勘测者”和“火星探路者”探测器。其中的“火星探路者”携带了世界第一辆火星探测车“旅居者”。
1998年,日本发射了首个火星探测器“希望”号,成为世界第三个发射火星探测器的国家,但由于故障,最终没能进入火星轨道。
21世纪“探火”成果丰硕
进入21世纪以后,美国研制、发射的火星探测器都取得了成功。
2001年,美国成功地发射了“火星奥德赛”探测器,首次发现了火星地表下面存在水冰,这预示着火星上存在生命的可能性,在全球产生了很大影响。
2003年,美国先后发射了第二代火星车“勇气”号和“机遇”号。这对“双胞胎”大大超期服役,获取了不少重要科研成果,并再次证实火星上有水。与第一代火星车相比,第二代火星车性能大增,实现了对火星较大范围的移动考察。
2005年入轨的美国“火星勘测轨道器”是当今全球最先进、最大的火星轨道器。2007年,美国“凤凰”号火星着陆器升空,是第一个在火星北极地区着陆的探测器,在那里工作了一个夏天。2011年发射的美国“火星科学实验室”探测飞船携带了第三代火星车“好奇”号。该火星车上的科学仪器质量是第二代的15倍,并首次采用了核电源和“空中起重机”技术。
2013年,美国“火星大气与挥发物演化任务”探测器入轨。它是世界上首个研究火星上层大气的探测器。2018年,美国“洞察”号火星探测器在火星安全着陆。它用于首次对火星进行“体检”,深入研究火星内部。
进入21世纪后,欧洲也开始探测火星。2003年6月2日,欧洲第一个火星探测器“火星快车”升空,成为继苏联、美国和日本之后世界第四个发射深空探测器的国家或组织。
它由“火星快车”轨道器和英国的“猎兔犬”2号着陆器组成,其中“火星快车”轨道器进入火星轨道,获得超出预想的数据,目前仍在超期服役,包括为着陆巡视器选址和提供信息中继服务。但“猎兔犬”2号在着陆火星过程中与地球失去联系。
2016年,以欧洲为主,欧洲航天局与俄罗斯合作研制的“火星生物学-2016”探测器由俄罗斯“质子-M”\/“微风-M”火箭发射升空入轨。它由“微量气体轨道器”和“斯基亚帕雷利”着陆器组成。其中“微量气体轨道器”成功进入火星轨道,它主要用于探测火星大气中的微量气体;但“斯基亚帕雷利”着陆器没能成功着陆。
印度一直想在亚洲航天领域争个第一。2013年,印度发射了其第一个火星探测器“曼加里安”。它于2014年成功进入火星轨道,并发回所拍摄的火星照片,从而成为亚洲第一个成功探测火星的国家。
“天问一号”起点高跨越大
2020年,阿联酋、中国和美国计划发射火星探测器,其中阿联酋首个火星探测器是与美国合作研制的,“天问一号”是中国研制、发射的首个火星探测器。
阿联酋“希望”号火星探测器已率先升空。它是世界第一颗火星气象卫星。“希望”号有四项科学目标:探索氧气和氢气从火星大气中散逸出去的内幕;研究古今火星气候之间的联系;寻找火星下层大气与上层大气之间的联系;构建最全面的火星大气整体模型。
中国“天问一号”将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务,这在世界火星探测史上是第一次。起步晚,起点高,跨越大。
“天问一号”有五项科学目标:研究火星形貌与地质构造特征;调查火星表面土壤特征与水冰分布;分析火星表面物质组成;测量火星大气电离层及表面气候与环境特征;探索火星物理场与内部结构,探测火星磁场特性。它由环绕器、着陆器和火星车组成,其中环绕器用于对火星开展全球性、普查性综合探测,并为巡视器提供中继通信链路,为此,它携带了7台有关科学仪器。
美国计划于7月30日发射携带“毅力”号火星车的“火星-2020”探测器。“毅力”号火星车有四项科学目标:研究火星的地质特征;确定火星上是否曾经存在生命;研究火星气候状况;测试火星大气中的氧气产生机制以及各种大气参数数据。
今后,火星探测仍是全球深空探索的重点目标,尤其要完成火星采样返回探测任务,为2030年以后的载人登火星做好准备。(作者为全国空间探测技术首席科学传播专家)
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