60年間,人類火星探測都經歷了哪些歷程?

關於火星更多的秘密,還需要很長時間去探索呦!

從1960年10月10日前蘇聯向火星發射史上首枚探測器到現在的六十年間,人類從未停止過探索火星的步伐。無論是中國、美國,抑或是其他國家,都爭先恐後地想在火星探測領域占據一席之地。

60年間,人類火星探測都經歷了哪些歷程?

火星(圖源:pixabay)

不過,火星可不是那么容易就揭露面紗的。迄今為止,我們還只能窺探到它的一小部分,而關於火星更多的秘密,還需要很長時間去探索呦!

接下來就讓我們一起走近這位“鄰居”吧!

火星,你了解多少

經過多年的觀察研究,我們了解到這位“鄰居”是太陽系由內往外數的第四顆行星,屬於類地行星。

它的直徑為地球的一半,自轉軸傾角、自轉周期與地球相近,公轉一周則花兩倍時間。

火星的橘紅色外表是因為地表的赤鐵礦。它基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布,沒有穩定的液態水體。大氣中以二氧化碳為主,因此既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有沙塵暴發生。

火星的兩極有著水冰與乾冰組成的極冠,會隨著季節消長。

60年間,人類火星探測都經歷了哪些歷程?

火星北極極冠照片,圖源:美國航空航天局(NASA)

除此之外,火星與地球在時間上有許多相似之處。

比如地球上的一天是23小時56分,火星是24小時37分,有幾乎相同的晝夜;地球的軌道面和赤道面的夾角是23度27分,火星是25度11分,它們有幾乎相同的季節變化。

但是由於火星的公轉周期長於地球,大約有687天,這也就是說如果我們在火星上居住,一年可能就不是365天,而是687天了喔!

即使火星和地球有很多的相似之處,但也並不代表火星就一定適宜人類居住,具體能否居住還要進行進一步的探索。

60年間,人類火星探測都經歷了哪些歷程?

火星想像圖(圖源:pixabay)

人類為了探索火星,都做出了哪些努力?

無論是掠過火星的太空船、繞火星運行的人造衛星、登入火星表面的著陸器、在火星表面行駛的漫遊車,還是未來或將出現的載人火星飛船,都是火星探測器。

1960 年 10 月 10 日前蘇聯向火星發射史上首枚探測器,但這枚探測器連火星環繞軌道都沒有到達,就壯烈犧牲了。兩年後,蘇聯再一次發射火星探測器,並給它命名為“火星Ⅰ號”。

“火星Ⅰ號”成功進入前往火星的軌道,但在飛離地球1億公里時與地面失去聯繫,從此下落不明。

不過這次相對於兩年前來說已經是一個很大的進步了,因此這次探測也被看作是火星探測的開端。

而後,蘇聯的“火星”系列連連失敗,與地球失去聯繫,直到“火星五號”才入軌,但是工作時間也很短。

1996年底,美國宇航局“火星全球探測器”、“火星探路者”的發射,標誌著國際上一個新的火星探測時代的開始。

其中“火星全球探測器”成為了火星的衛星,對火星大氣層和火星地貌進行了長期探測;而“火星探路者”號探測器則用微型火星車對著陸點進行了1個月的實地考察並發回了許多幅火星地表景觀照片。

科學家根據發回的圖片信息判定,火星曾經是一個溫暖而潮濕的星球。

2002年,美國“奧德賽”火星探測器發現在接近火星表面的地方存在大量氫氣----這正是存在地下水凍的證據。

同年3月5日,俄羅斯科學家宣布,“奧德賽”上攜帶的中子探測器發現在火星南極下面藏有1000萬平方公里的冰面;此外在火星奧林匹斯山的山坡上也發現了大量水冰。

2008年5月美國“鳳凰”號探測器在火星北極著陸。探測器考察兩月後,科學家確認“鳳凰”號在加熱火星土壤樣本時發現水蒸氣,為火星有水找到證據。

9月29日,美國宇航局宣布,“鳳凰”號火星探測器又有重大發現:火星上也下雪。遺憾的是,11月10日,美國航天局宣布,“鳳凰”號火星探測器與地球失去聯繫,它持續5個多月的火星探測就此終結。

2012年8月6日,“好奇”號火星車在火星表面著陸,它著重於探索火星過去或現在是否存在適宜生命存在的環境。這是人類迄今在其他星球登入的最精密移動科學實驗室。

2018年9月,美國航天局在其網站上發布了“好奇”號火星車發回的“自拍照”。照片記錄了火星上沙塵漫天、冷酷無比的景象。

除此之外,印度、日本也曾向火星發射過探測器,不過並沒有什麼大的科技進展。

今年7月20日凌晨,在日本種子島航天中心,阿聯希望號火星探測器搭載日本 H-2A 火箭 42 號機發射升空。

阿聯“希望”號火星探測器並不會登入火星表面,它將沿著軌道巡航,用1個火星年的時間(約687天)觀測火星的地質地貌和氣象狀況。主要包括每日和季節性的氣象變化、包括沙塵暴在內的低層大氣天氣事件、以及不同地區的天氣變化情況。

由於地球與火星各自的公轉周期不同,兩顆星球距離最遠時可達4億公里,最近時相隔5000萬公里左右。地球和火星每兩年會處於一個適合展開太空任務的理想位置,也就是視窗期。

在視窗期內,火星到地球的直線距離最短,探測火星所需時間更短、所攜燃料更少、成本更加低廉,因此是火星探測的最佳時期。

今年就是一個視窗期,而下一次視窗期是2022年。

除了阿聯,此次視窗期還有兩位“選手”,它們分別是中國的“天問一號”和美國的“毅力”號。

60年間,人類火星探測都經歷了哪些歷程?

“天問一號”發射現場,圖片來源新華社/ Shutterstock

已經發射的我國“天問一號”,將一次性實現繞軌飛行、軟著陸、巡視三個步驟,它將成為全世界首個在一次探測任務中完成三個目標的火星探測任務。

這對於從未探測過火星的中國來說,可謂是一次很大膽的嘗試。

而將於7月30日發射的美國“毅力”號,則是在美國發射了數十顆探測器後的最新動作,“毅力”號將創新地攜帶旋翼無人機登上火星。

作為火星探索競賽中的領先者,美國也對“毅力”號寄予厚望,希望能尋找到火星上古代生命的證據。

除了以上這些,其實還有許許多多的火星探測器被發射。它們或成功,或失敗,但無論是正在運行,還是已經犧牲,它們都是人類火星探測歷程上濃厚的一筆,也將給人類的宇宙探測史帶來寶貴的經驗。

最後,讓我們一起暢想一下,如果有一天我們移居到火星上,那會是怎樣的一番場景呢?

60年間,人類火星探測都經歷了哪些歷程?

審核專家:魯暘筱懿,行星物理學博士。

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