火星探测
火星探测是指人类通过向火星发射空间探测器，对火星进行的科学探测活动。人類從1600年代開始使用望遠鏡對火星進行探測。水手4号于1964年12月28日发射升空，这是有史以来第一枚成功到达火星並发回数据的探测器。
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概述 [编辑]
火星是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排列为第四颗。在太阳系八大行星之中，火星也是除了金星以外，距离地球最近的行星。大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，地球与火星的距离在冲日期间会达到极近值，通常只有不足1亿千米，而在火星发生大衝时，这个距离甚至不足6000万千米。火星冲日意味着这时可以使用较小花费将探测器送往火星，火星探测通常也会利用此天文現象來運作。
到目前为止，已经有超过30枚探测器到达过火星，它们对火星进行了详细的考察，并向地球发回了大量数据。同时火星探测也充满了坎坷，大约三分之二的探测器，特别是早期发射的探测器，都没有能够成功完成它们的使命。但是火星对于人类却有一种特殊的吸引力，因为它是太阳系中最近似地球的天体之一。火星赤道平面与公转轨道平面的交角非常接近于地球，这使它也有类似地球的四季交替，同时，火星的自转周期為24小時37分，这使火星上的一天几乎和地球上的一样长。
目标 [编辑]
歷史 [编辑]
1960年代 [编辑]
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人类使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。几乎就在人类刚刚有能力挣脱地球引力飞向太空的时候，第一个火星探测器也开始了它的旅程。最早期的探测器几乎都失败了，而火星探测也就是在一次又一次的失败中不断前进。
1960年10月10日，前苏联向火星发射了第一枚探测器。紧接着就在四天以后，第二枚火星探测器升空。然而这两枚火星探测的先行者却连地球轨道都没能到达。
1962年10月24日，当火星又一次运行到合适的位置时，前苏联的第三枚火星探测器升空了，然而这次它也是仅仅到达了环绕地球的轨道而已。1962年11月1日，前苏联向火星发射了火星1号，这枚探测器成功进入了前往火星的轨道，并且计划于1963年6月19日到达火星，然而当1963年3月21日它飞行到距离地球1.06亿千米的距离时，却与地面永远失去了通信联系。三天以后，前苏联的又一枚探测器升空，这枚探测器同样面临着失败的命运，仅仅到达环绕地球轨道，此后火箭未能再次成功点火，两个月后墜入地球大气层烧毁。
1964年，美国也先后向火星发射了两枚探测器水手3号和水手4号。水手3号于12月5日发射升空，是美国发射的第一枚火星探测器，然而探测器的保护外壳未能按预定计划成功与探测器分离，导致探测器偏离轨道，最终导致失败。水手4号于12月28日发射升空，这是有史以来第一枚成功到达火星並发回数据的探测器，水手4号于1965年7月14日在火星表面9800千米上空掠过火星，向地球发回了21张照片，此后又在环绕太阳轨道上花费三年时间对太阳风进行探测。水手4号发回的数据表明火星的大气密度远比此前人们认为的稀薄，也沒有發現磁場[1][2]或輻射帶[3]。這些新數據促使天文學家修改後續的火星研究設計，也顯示火星上存在生物的可能性比先前預測的還低[4][5][6][7]。
前苏联也于1964年11月30日再次向火星发射了探测器，但是这枚探测器再次以失败告终，它虽然最终到达了火星附近，但是却没有能够向地球发回任何数据。
1969年美国向火星发射了水手6号和水手7号。前者于2月24日发射升空，7月31日抵达火星。后者于3月27日发射升空，8月5日抵达火星。这两枚探测器携带有更先进的仪器和通讯设备，它们成功掠过火星，对火星大气成分进行分析，並傳回大量照片。
前苏联也于1969年向火星发射了两枚探测器，然而这次甚至比此前的情况更加糟糕，第一枚探测器在发射后7分钟因发动机故障发生爆炸，而另一枚探测器发射后不到1分钟就坠向了地面。
1970年代 [编辑]
1971年，美国向火星发射了两枚探测器，尝试进入火星轨道，环绕火星飞行，以获取火星的高清晰照片。5月8日，水手8号发射升空，几分钟后因火箭故障坠入了大西洋。5月30日，水手9号发射升空，这是有史以来第一枚成功进入环绕火星轨道的探测器，取得了空前的成功。水手9号于1971年11月14日到达火星，在火星轨道上工作了将近一年之久，发回了7329张照片，覆盖了火星表面超过80%的部分，同时还对火星的两颗卫星进行了探测。
前苏联在1971年向火星发射了三枚探测器。第一枚探测器于5月10日发射，包括一个轨道器和一个着陆器，尝试在火星表面着陆，但实际上它仅仅到达了环绕地球轨道，按照计划，探测器应该在地球轨道上停留1.5小时，然后点火向火星进发，但是由于失误，结果它的计时器要等上1.5年向火箭发出这个点火指令，这枚探测器后来被称为宇宙419号，因为前苏联事后否认这枚探测器将要前往火星。火星2号和火星3号是前苏联当年发射的另外两枚火星探测器，与宇宙419号的设计几乎完全相同，分别于5月19日和5月28日发射升空，火星2号于12月27日到达火星后不久便与地球失去了联系，而火星3号的轨道器没有成功，但是其着陆器却成为了有史以来第一个成功在火星表面着陆的探测器，虽然它仅仅火星上工作了大约20秒，甚至没能发回一张完整的照片就永远与地球失去了通信联系。
前苏联在1973年连续向火星发射了四枚探测器，但是都没有完成它们的探测任务。火星4号于1973年7月21日发射升空，火星5号于1973年7月25日发射升空，它们分别于1974年2月10日和1974年2月12日到达火星附近，火星4号没能成功进入环绕火星轨道，而火星5号则在进入环绕火星轨道不久后就丢失了。火星6号和火星7号都携带有轨道器和着陆器，它们分别于1973年8月5日和1973年8月9日发射升空，然后分别于1974年3月12日和1974年3月9日到达火星附近，火星6号的着陆器成功进入了火星大气层并打开了降落伞，然后就丢失了，而火星7号甚至还没进入环绕火星轨道就丢失了。
海盗号 [编辑]
美国国家航空航天局的海盗号探测计划是有史以来最为成功的火星探测计划之一。它们由两部分组成，一个轨道器和一个着陆器。海盗1号于1975年8月20日发射升空，轨道器于1976年6月19日进入环绕火星轨道，着陆器于1976年7月20日在火星表面成功着陆。海盗2号于1975年9月9日发射升空，轨道器于1976年8月7日进入环绕火星轨道，着陆器于1976年9月3日在火星表面成功着陆。海盗1号成为第一枚在火星上着陆，并且成功向地球发回照片的探测器。海盗1号的轨道器在轨道上一直工作到1980年8月17日，而着陆器使用核能作为电力来源，在火星表面正常工作超过六年，直到1982年11月13日错误指令导致失去通信联系为止。海盗2号的轨道器在轨道上一直工作到1978年7月25日，而着陆器在火星表面正常工作了三年多的时间，直到1980年4月11日电池故障导致通讯联系中断。海盗号火星探测计划总共向地球发回了数万张高清晰照片。在很长一段时间内，海盗1号都是在火星表面存活时间最长的纪录保持者，直到2010年5月19日才由机遇号以2246个任务日的运转打破了海盗1号2245个任务日的纪录。
1980年代 [编辑]
以火卫一的名字命名的福波斯1号和福波斯2号探测器分别于1988年7月7日和1988年7月12日发射升空，这是继1973年失败后，前苏联又一个火星探测计划。然而尽管相隔15年之久，这两颗探测器依然没能逃脱失败的命运，福波斯1号于1988年9月2日在飞往火星的途中失去联系，而福波斯2号则在1989年3月27日探测器进入环绕火星轨道后不久与地球失去了通信联系，它所携带的着陆器也没能在火星表面着陆。
1990年代 [编辑]
经过多次推迟，美国的火星观察者探测器于1992年9月25日发射升空，开始了它前往火星的旅程。一切似乎进展得相当顺利，然后就在它几乎就要到达火星的1993年8月21日，当准备点火进入环绕火星轨道时，与地球失去了通信联系。
1996年12月7日，美国的火星全球勘测者探测器发射升空，这枚探测器持續運作了10年，最後在2006年11月5日失去訊號聯絡，它是最成功的火星任務之一。
1996年12月16日，俄罗斯发射了火星96号探测器，探测器进入地球轨道后未能成功点火进入前往火星的轨道，不久后在坠入太平洋而宣告失败。
1998年底和1999年初发射的四枚探测器最终都以失败告终，包括日本的希望号探测器、美国的火星气候轨道器、火星极地登陆者和深空2号。
火星探路者 [编辑]
火星探路者于1997年7月4日在火星表面克里斯平原和阿瑞斯峽谷的交界附近着陆。它携带的旅居者号火星车，是人类送往火星的第一部火星车。
现在 [编辑]
火星奥德赛号 [编辑]
2001火星奧德賽號在2001年4月7日在卡納維拉爾角空軍基地由三角洲二號運載火箭發射成功，2001年10月24日2:30 a.m. UTC到達火星軌道，進行氣阻減速以進入環繞火星軌道。2002年1月氣阻減速完成，同年2月19日開始科學任務。
火星快车 [编辑]
火星快車號包括兩個部份：火星快車號衛星與小獵犬2號登陸器，不過小獵犬2號後來失去聯繫，任務失敗。
火星探测漫游者 [编辑]
這項計劃的主要目的是將勇氣號（Spirit, MER-A）和機遇號（Opportunity, MER-B）兩輛火星車送往火星，對火星這顆紅色行星進行實地考察。火星探測漫遊者任務開始於2003年。
火星侦察轨道器 [编辑]
美国国家航空航天局的火星侦察轨道器於2005年8月12日发射升空，前往火星。並已於2006年03月10日進入火星軌道。
鳳凰號 [编辑]
美國國家航空航天局的鳳凰號於2007年啟程前往火星，並在經歷將近一年、6.75 億公里的旅程之後，已在2008年5月25日成功登陸火星北極。主要任務是尋找火星土壤中可能存在的生命跡象。
2011年 [编辑]
美国 [编辑]
美国国家航空航天局与麻省理工學院合作的火星科学实验室已经于2011年11月至26月美国东部时间10时02分于从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，启程前往火星，它将在火星表面着陆，并且拥有六个轮子，拥有前所未有的机动性能，并且使用核能提供电力，至少在火星表面工作一个火星年的时间。同时，火星科学实验室还将携带各种先进的仪器，它将配有200万像素的主照相机，配合10倍光学变焦镜头和三色真彩色感光能力，将可以拍摄到超高清晰度的全景照片，同时这部相机还将内置MPEG-2硬件影片压缩能力，可以拍摄每秒10畫格的高清晰影片，相机本身将配有至少256MB内存和8GB闪存以暂时保存拍摄的照片和影片。
中国 [编辑]
萤火一号探测器作为中俄航天合作项目之一，搭载在俄罗斯的“福布斯-土壤”（ Фобос-грунт ）探测器中，2011年11月9日凌晨发射。后因福布斯-土壤与运载火箭分离后变轨失败，于2012年1月15日17时45分坠于太平洋海域。
未来 [编辑]
2011年以后 [编辑]
美国的火星样本取回任務计划将于2013年实施，计划于2016年将半千克左右的火星土壤和岩芯样本送回地球作进一步研究。这个计划包括一个环绕火星轨道运行的返回装置和一到两个着陆装置，着陆装置可能配备有可以小范围移动的火星车，如果那时火星科学实验室仍然可以工作，可能也会利用火星科学实验室在大范围内提前采集样本，或者再发射一枚类似火星科学实验室的火星车用于这个目的。采集样本以后，样本将会被一枚小型火箭发射到火星轨道，与返回装置对接，这个对接也可能不只一次，然后由它将样本一次性送回地球。
2018年的火星任务将是一个着陆器，用于寻找火星上可能存在生命的证据。[來源請求]
參見 [编辑]
參考 [编辑]
- ^ O'Gallagher, J.J.; Simpson, J.A. Search for Trapped Electrons and a Magnetic Moment at Mars by Mariner IV. Science, New Series. September 10, 1965, 149 (3689): 1233–1239. Bibcode:1965Sci...149.1233O. doi:10.1126/science.149.3689.1233. PMID 17747452.
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相关链接 [编辑]
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