人類探索火星之旅，未完待續(xù)……

金姬

美國“海盜1號(hào)”。

1976年7月20日，美國“海盜1號(hào)”（Viking 1）在火星著陸，并發(fā)回照片。在此之前，人類向火星發(fā)射的探測器不是偏離既定的軌道，就是因?yàn)楦鞣N原因失聯(lián)，或者發(fā)生事故而損毀。因此，“海盜1號(hào)”成為第一個(gè)成功著陸火星并發(fā)回大量數(shù)據(jù)和照片的探測器。

火星是離地球較近且環(huán)境最相似的行星，一直是人類走出地月系統(tǒng)開展深空探測的首選目標(biāo)。從1960年蘇聯(lián)發(fā)射人類首個(gè)火星探測器開始，到2021年中國的天問一號(hào)登陸火星，火星是人類探測時(shí)間最長、次數(shù)最多、參與國家最多的一顆行星。

60余年來，人類對于火星的探測不斷深入，參與的國家也愈來愈多。因?yàn)?，研究火星對了解地球的早期歷史和生命起源有著重要的意義，特別是在火星上發(fā)現(xiàn)水后，更給人類帶來了未來移民火星的可能。

冷戰(zhàn)時(shí)期的美蘇深空大比拼

對于人類而言，火星是一個(gè)謎一樣的行星。19世紀(jì)后期至20世紀(jì)前期，“火星運(yùn)河”“火星人”等一度被傳得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，當(dāng)時(shí)很多美國人認(rèn)為火星上一定有火星人，還把它命名為“小綠人”。

為了更好地搜尋地外生命，美國宇航局在1961年曾邀請生命與環(huán)境專家詹姆斯·拉夫洛克參與了美國的空間計(jì)劃，規(guī)劃了尋找地外生命的方式。詹姆斯認(rèn)為，應(yīng)該擺脫“地球中心論”思想，拋棄以往直接搜尋生命體和辨認(rèn)生命體內(nèi)DNA等方法，轉(zhuǎn)而利用基于細(xì)胞的生物反應(yīng)來搜尋地外生命。他提出可以把搜集來的火星樣本澆上水，以檢測微生物生長的痕跡。詹姆斯的想法直接定義了海盜號(hào)探測器的地外生命探測思路。

與此同時(shí)，蘇聯(lián)在火星探測方面領(lǐng)先美國一步——1960年，蘇聯(lián)科學(xué)家向火星發(fā)射了“火星1號(hào)”探測器，這是人類探索火星的開端。因?yàn)楫?dāng)時(shí)處于冷戰(zhàn)時(shí)期，美國也開始奮起直追——1965年，美國發(fā)射的“水手4號(hào)”探測器，在距離火星9280千米的高處，首次拍攝了22張火星照片；1971年，美國“水手9號(hào)”成為第一個(gè)進(jìn)入火星軌道的探測器。

蘇聯(lián)也不甘示弱，1974年，蘇聯(lián)發(fā)射的“火星5號(hào)”首次拍攝了火星的彩色照片……

總體而言，美國火星探測的成功率大大高于蘇聯(lián)。

1976年，美國“海盜1號(hào)”、“海盜2號(hào)”探測器在進(jìn)入火星上空時(shí)軌道艙繞火星飛行，著陸艙在火星表面成功軟著陸。除了搭載了用于測量火星溫度、磁場、風(fēng)速等數(shù)據(jù)的儀器外，它們還攜帶了用于搜尋生命的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。它們發(fā)回的全彩圖片揭示了一個(gè)與地球完全不同的世界，人們首次了解到火星上的天空是銹紅色的，而不是類似于地球的藍(lán)色。

1976年7月20日，“海盜1號(hào)”在登陸火星后不久就發(fā)回了火星表面的第一幅全景圖。

火星的一天約為24.6小時(shí)，與地球十分接近；火星一年約為687個(gè)地球日，少于2個(gè)地球年；其自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面傾角約為65°，所以存在四季變化，這也和地球相似；火星大氣很稀薄，以二氧化碳為主，壓力大約只有地球的1%；雖然火星表面溫度平均僅為-63℃，但夏天陽光直射區(qū)域溫度則可上升到約20℃。

“海盜號(hào)”當(dāng)時(shí)在火星上做了一些探測生命的實(shí)驗(yàn)。它直接探測火星土壤里的碳，結(jié)果發(fā)現(xiàn)碳的含量非常低。它還做了3組培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，分別在土壤里放入氣體或營養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)，看土壤里有沒有微生物或有機(jī)物，最后也沒有任何發(fā)現(xiàn)。從那以后，人們對于火星探測的熱忱降低了不少。

更多國家參與“探火“，中國后來居上

20世紀(jì)90年代至今，世界火星探測掀起了第二波熱潮。這次“探火”高潮主要出于科學(xué)和工程目的，具有三大特點(diǎn)：一是美國火星探測計(jì)劃是以尋找火星生命為主；二是歐洲航天局、印度成功打破了美蘇對探火的壟斷；三是火星探測技術(shù)明顯提高，尤其是21世紀(jì)發(fā)射的火星探測器都取得了成功或部分成功。

目前，人類已對火星實(shí)施了44次探測任務(wù)，其中僅成功了24次。

1998年，日本發(fā)射了首個(gè)火星探測器“希望”號(hào)，成為世界第三個(gè)發(fā)射火星探測器的國家，但由于故障，最終沒能進(jìn)入火星軌道。

2001年，美國成功地發(fā)射了“火星奧德賽”探測器，首次發(fā)現(xiàn)了火星地表下面存在水冰，這預(yù)示著火星上存在生命的可能性，在全球產(chǎn)生了很大影響。2013年，美國“火星大氣與揮發(fā)物演化任務(wù)”探測器入軌。它是世界上首個(gè)研究火星上層大氣的探測器。2018年，美國“洞察”號(hào)火星探測器在火星安全著陸。它用于首次對火星進(jìn)行“體檢”，深入研究火星內(nèi)部。

進(jìn)入21世紀(jì)后，歐洲也開始探測火星。2003年6月2日，歐洲第一個(gè)火星探測器“火星快車”升空。

2013年，印度發(fā)射了其第一個(gè)火星探測器“曼加里安”。它于2014年成功進(jìn)入火星軌道，并發(fā)回所拍攝的火星照片，從而成為亞洲第一個(gè)成功探測火星的國家。

2020年，阿聯(lián)酋和中國發(fā)射了火星探測器。其中，阿聯(lián)酋首個(gè)火星探測器“希望”號(hào)是與美國合作研制的，“天問一號(hào)”則是中國研制、發(fā)射的首個(gè)火星探測器。

2021年5月15日，“天問一號(hào)”著陸火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，首次通過一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”三大任務(wù)目標(biāo)。登陸成功后，搭載的“祝融號(hào)”火星車開始對火星表面進(jìn)行巡視，獲得了大量寶貴的科學(xué)探測數(shù)據(jù)。

2023年4月，國家航天局和中國科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布了中國首次火星探測火星全球影像圖，將為開展火星探測工程和火星科學(xué)研究提供質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。按計(jì)劃，中國將在2030年前后實(shí)施火星取樣返回，通過對火星樣品研究，探尋火星生命痕跡。

目前，來自中國、美國、歐洲、阿聯(lián)酋等各方的9個(gè)火星探測任務(wù)正在進(jìn)行中。而從各國和機(jī)構(gòu)的最新火星探測計(jì)劃來看，未來國際航天界將在火星生命探測、火星采樣返回、火星衛(wèi)星探測、火星演化歷史和載人登陸火星等5個(gè)方面開展重點(diǎn)攻關(guān)。

人類探索火星之旅，未完待續(xù)……

歷史這一周·突破

1989年7月17日，世界上第一架完全由電腦設(shè)計(jì)的飛機(jī)——美國B-2隱形轟炸機(jī)試飛成功。

1980年7月18日，印度第一顆人造地球衛(wèi)星成功發(fā)射。

1954年7月19日，波音707首航。

1960年7月21日，班達(dá)拉奈克夫人宣誓出任錫蘭（今斯里蘭卡）總理，成為世界首位女性總理。

1962年7月22日，美國向金星發(fā)射第一艘探測器——水手1號(hào)。這艘飛船在發(fā)射后不久偏離預(yù)定軌道，被地面控制人員按電鈕炸毀。

1946年7月23日，美國在太平洋的比基尼環(huán)礁首次進(jìn)行原子彈水下試驗(yàn)。