60年间,人类火星探测都经历了哪些历程?

作者:蝌蚪君 来源:蝌蚪五线谱发布时间:2020-07-27

关于火星更多的秘密,还需要很长时间去探索呦!

从1960年10月10日前苏联向火星发射史上首枚探测器到现在的六十年间,人类从未停止过探索火星的步伐。无论是中国、美国,抑或是其他国家,都争先恐后地想在火星探测领域占据一席之地。

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火星(图源:pixabay)

不过,火星可不是那么容易就揭露面纱的。迄今为止,我们还只能窥探到它的一小部分,而关于火星更多的秘密,还需要很长时间去探索呦!

接下来就让我们一起走近这位“邻居”吧!

火星,你了解多少

经过多年的观察研究,我们了解到这位“邻居”是太阳系由内往外数的第四颗行星,属于类地行星。

它的直径为地球的一半,自转轴倾角、自转周期与地球相近,公转一周则花两倍时间。

火星的橘红色外表是因为地表的赤铁矿。它基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水体。大气中以二氧化碳为主,因此既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有沙尘暴发生。

火星的两极有着水冰与干冰组成的极冠,会随着季节消长。

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火星北极极冠照片,图源:美国航空航天局(NASA)

除此之外,火星与地球在时间上有许多相似之处。

比如地球上的一天是23小时56分,火星是24小时37分,有几乎相同的昼夜;地球的轨道面和赤道面的夹角是23度27分,火星是25度11分,它们有几乎相同的季节变化。

但是由于火星的公转周期长于地球,大约有687天,这也就是说如果我们在火星上居住,一年可能就不是365天,而是687天了哦!

即使火星和地球有很多的相似之处,但也并不代表火星就一定适宜人类居住,具体能否居住还要进行进一步的探索。

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火星想象图(图源:pixabay

人类为了探索火星,都做出了哪些努力?

无论是掠过火星的太空船、绕火星运行的人造卫星、登陆火星表面的着陆器、在火星表面行驶的漫游车,还是未来或将出现的载人火星飞船,都是火星探测器。

1960 年 10 月 10 日前苏联向火星发射史上首枚探测器,但这枚探测器连火星环绕轨道都没有到达,就壮烈牺牲了。两年后,苏联再一次发射火星探测器,并给它命名为“火星Ⅰ号”。

“火星Ⅰ号”成功进入前往火星的轨道,但在飞离地球1亿公里时与地面失去联系,从此下落不明。

不过这次相对于两年前来说已经是一个很大的进步了,因此这次探测也被看作是火星探测的开端。

而后,苏联的“火星”系列连连失败,与地球失去联系,直到“火星五号”才入轨,但是工作时间也很短。

1996年底,美国宇航局“火星全球探测器”、“火星探路者”的发射,标志着国际上一个新的火星探测时代的开始。

其中“火星全球探测器”成为了火星的卫星,对火星大气层和火星地貌进行了长期探测;而“火星探路者”号探测器则用微型火星车对着陆点进行了1个月的实地考察并发回了许多幅火星地表景观照片。

科学家根据发回的图片信息判定,火星曾经是一个温暖而潮湿的星球。

2002年,美国“奥德赛”火星探测器发现在接近火星表面的地方存在大量氢气----这正是存在地下水冰的证据。

同年3月5日,俄罗斯科学家宣布,“奥德赛”上携带的中子探测器发现在火星南极下面藏有1000万平方公里的冰面;此外在火星奥林匹斯山的山坡上也发现了大量水冰。

2008年5月美国“凤凰”号探测器在火星北极着陆。探测器考察两月后,科学家确认“凤凰”号在加热火星土壤样本时发现水蒸气,为火星有水找到证据。

9月29日,美国宇航局宣布,“凤凰”号火星探测器又有重大发现:火星上也下雪。遗憾的是,11月10日,美国航天局宣布,“凤凰”号火星探测器与地球失去联系,它持续5个多月的火星探测就此终结。

2012年8月6日,“好奇”号火星车在火星表面着陆,它着重于探索火星过去或现在是否存在适宜生命存在的环境。这是人类迄今在其他星球登陆的最精密移动科学实验室。

2018年9月,美国航天局在其网站上发布了“好奇”号火星车发回的“自拍照”。照片记录了火星上沙尘漫天、冷酷无比的景象。

除此之外,印度、日本也曾向火星发射过探测器,不过并没有什么大的科技进展。

今年7月20日凌晨,在日本种子岛航天中心,阿联酋希望号火星探测器搭载日本 H-2A 火箭 42 号机发射升空。

阿联酋“希望”号火星探测器并不会登陆火星表面,它将沿着轨道巡航,用1个火星年的时间(约687天)观测火星的地质地貌和气象状况。主要包括每日和季节性的气象变化、包括沙尘暴在内的低层大气天气事件、以及不同地区的天气变化情况。

由于地球与火星各自的公转周期不同,两颗星球距离最远时可达4亿公里,最近时相隔5000万公里左右。地球和火星每两年会处于一个适合展开太空任务的理想位置,也就是窗口期。

在窗口期内,火星到地球的直线距离最短,探测火星所需时间更短、所携燃料更少、成本更加低廉,因此是火星探测的最佳时期。

今年就是一个窗口期,而下一次窗口期是2022年。

除了阿联酋,此次窗口期还有两位“选手”,它们分别是中国的“天问一号”和美国的“毅力”号。

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“天问一号”发射现场,图片来源新华社/ Shutterstock

已经发射的我国“天问一号”,将一次性实现绕轨飞行、软着陆、巡视三个步骤,它将成为全世界首个在一次探测任务中完成三个目标的火星探测任务。

这对于从未探测过火星的中国来说,可谓是一次很大胆的尝试。

而将于7月30日发射的美国“毅力”号,则是在美国发射了数十颗探测器后的最新动作,“毅力”号将创新地携带旋翼无人机登上火星。

作为火星探索竞赛中的领先者,美国也对“毅力”号寄予厚望,希望能寻找到火星上古代生命的证据。

除了以上这些,其实还有许许多多的火星探测器被发射。它们或成功,或失败,但无论是正在运行,还是已经牺牲,它们都是人类火星探测历程上浓厚的一笔,也将给人类的宇宙探测史带来宝贵的经验。

最后,让我们一起畅想一下,如果有一天我们移居到火星上,那会是怎样的一番场景呢?

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审核专家:鲁暘筱懿,行星物理学博士。

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