太空探測器

行星探測器的飛行軌跡叫航線（或軌道）。要飛向其他天體，必須達到擺脱地球引力的第二宇宙速度，航行器以拋物線軌跡飛離地球，然後在太陽引力作用下以圓軌道繞太陽飛行。如它大於第二宇宙速度而小於第三宇宙速度，又是沿地球公轉方向飛行，由於它比環繞太陽飛行所需要的速度大，因而在近日點入軌後，便在地球軌道外側的橢圓軌道繞太陽飛行。速度愈大，橢圓軌道愈扁長，到達的距離就愈遠。因此，選擇不同的初速度，可使探測器到達火星、木星……冥王星等地外行星及其衞星。如果是沿地球公轉相反的方向飛行，探測器在遠日點入軌後，將在太陽引力作用下在地球軌道內側的橢圓軌道上繞太陽飛行，可與金星、水星等地內行星相遇。如果達到第三宇宙速度，則它以雙曲線軌道飛離地球，而以拋物線軌跡飛離太陽。選擇適當的發射時間，它也可與地外行星相遇。

由上可知，飛向太陽系其他天體的航線（軌道）不只一條。由於各種軌道所要求的初始速度不同，而初始速度最小則能量最省，因而初始速度最小的軌道被稱為能量最省軌道。

飛向行星的能量最省航線只有一條，這就是與地球軌道及目標行星軌道同時相切的雙切橢圓軌道。它是奧地利科學家霍曼在1925年首先提出來的，因而又叫“霍曼軌道” ^[2]  。霍曼軌道以太陽為一個焦點，遠日點（或近日點）和近日點（或遠日點）分別位於地球軌道和目標行星軌道上。軌道的長軸則等於地球軌道半徑與目標行星軌道半徑之和。

用能量最省航線飛向遠距離行星的時間太漫長，如飛向冥王星約需46年。為節省時間，需採用其他航線，或者在航程中用自備動力加速，或者藉助其他行星的引力加速，但這樣一來，其軌跡不再是單純的橢圓、拋物線或雙曲線了。飛向月球的航線與飛向行星的航線類似。

在實際應用中，為了克服火箭發射場地理位置的侷限，飛向月球和行星的探測器一般先進入繞地球飛行的過渡軌道，然後在合適的方位上加速進入預定航線。

在1月3日的降落過程中，有氣囊保護的“精神號”以每小時1萬9千公里的速度接近火星，然後利用防熱裝置、降落傘和反推進火箭減速。在與火星表面初始接觸後，探測器跳躍、滾動了數分鐘，最終在古謝夫隕石坑中完好地固定在登陸平台上。選擇這個隕石坑為着陸點是因為科學家們認為它在遠古時候可能曾經是一個湖。

航空航天局局長肖恩·奧基夫(Sean O'Keefe)在無線電信號證實“精神號”已經順利登陸後説:“今晚值得慶賀。我們回來了……我們登上了火星！”

航天局的另一個火星漫遊探測器“機遇號”也已發射升空，將於1月25日在這個紅色星球的另一面登陸。

“精神號”探測器在登陸三個小時後，通過在軌道上運行的航天局“奧德賽號”(Odyssey)火星探測器向地球發回照片。航天局在另一次新聞發佈中説，隕石坑的地貌看上去與航天局過去成功發射到火星的另外三個探測器(注:1976年發射的兩個“海盜號”(Viking)和1997年發射的“探路者號”(Pathfinder)。)所探測地點的地貌不同。美國在1999年為探測火星發射的一代探測器損失殆盡。

探測器的主要研究員、康奈爾大學的史蒂夫·斯庫里斯(Steve Squyres)説：“我們看到的岩石類別與我們在火星上其他地方所看到的物質都不相同。”此外他説，風和塵暴在登陸點似乎捲走了火星大部份表面上覆蓋的塵土積澱，露出的岩石可供探測器的地質儀器進行取樣調查。

“精神號”的任務是，用今後三個月的時間探索隕石坑周圍地區的岩石和土壤，這些岩石和土壤可能表明隕石坑一帶過去的生態環境是否有水並適於生命存在。根據火星軌道飛行器收集到的數據，古謝夫坑在遠古時可能是個湖泊。一條顯然是在水流侵蝕後留下的又長又深的山谷延伸進古謝夫隕石坑。隕石坑約為1萬3千平方公里，是在火星早期歷史上由小行星或彗星撞擊而成。

行星探測器

燃料電池探測器

太陽能探測器

核能探測器

在“精神號”從登陸平台上下到陸地表面之前，航天局的飛行小組預計用一個多星期的時間對探測器的多種機制進行測試。與此同時，“精神號”的攝像機將開始對周圍的地形進行拍照。“精神號”於6月10日從佛羅里達的卡納維埃拉爾角(Cape Canaveral)發射，飛行4.87億公里後到達火星。 ^[3]