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火星探路者號

鎖定
火星探路者號(Mars Pathfinder, MPF)是美國國家航空航天局的1996年火星探測計劃的着陸探測器。 [1]  美國國家航空航天局的火星探測計劃長期致力於對火星這顆紅色行星進行無人探測。
火星探路者號是這一系列無人探測計劃的一個組成部分。 火星探路者號於1997年07月04日在火星表面着陸。它攜帶的索傑納火星車,是人類送往火星的第一部火星車。
中文名
火星探路者號
外文名
MESUR Pathfinder
別    名
火星拓荒者號
發射時間
1996年12月4日
到達日期
1997年7月4日
所屬組織
NASA – JPL

火星探路者號探測器發射與着陸

火星探路者號於1996年12月4日發射,這次發射依然意義非凡:這一次是NASA低成本行星探測的開端。火星探路者號任務花費一共2.8億美元。引發了全人類探索火星的熱情。 [2] 
1997年7月4日,攜帶火星探路者的飛船進入火星大氣層,由降落傘帶着以每小時88.5公里的速度飄向火星表面,並在着陸前數秒鐘打開24個巨大的保護氣囊。17時07分火星探路者在火星降落,在密封氣囊的保護下,經過一番彈跳翻滾之後,在火星表面停了下來。着陸成功後,飛船打開外側的3個電池板,重10公斤的6輪“索傑納”號火星車緩緩駛離飛船,落到火星地表。其行進路線是預先確定好的, 首先朝目標區西南部的一個長100千米、寬19.3千米的橢圓形區域緩慢行進。

火星探路者號着陸過程

着陸成功後,飛船打開外側的3個太陽能電池板,重10千克的6輪索傑納號火星車緩緩駛離飛船,落到火星地表。其行進路線是預先確定好的, 首先朝目標區西南部的一個長100千米、寬19.3千米橢圓形區域緩慢行進。 在探測區,經對由古代洪水沖刷形成的一個488平方米的小島作詳盡觀察,科學家發現火星山谷平原暴發過多次洪水,並有眾多由水衝擊而來的圓形岩石,其中許多岩石沿同方向排列,表明它們受到同樣水流的衝擊。科學家推測當時洪水有數百公里寬,水流量為每秒100萬立方米。
火星探路者號着陸器拍攝的照片 火星探路者號着陸器拍攝的照片
21時35分,火星探路者號探測器發回更加激動人心的彩照。顏色逼真的沙土、岩石、山丘、溝壑,還有火星探路者號探測器、6輪探測車索傑納號。
火星探路者號探測器於1996年12月4日順利啓程,開始了近5億公里的火星之行。經過整整7個月的飛行,它終於在7月4日逐漸靠近目的地。在飛臨火星一定距離時,火星探路者飛船就開始巡航,做釋放降落傘的準備。在火星上空5公里—11公里高度,攜帶氣袋的巨大降落傘張開,然後急速飄然而下。300米高度時,飛袋自動充氣,膨脹起來……最後脱離降落傘,彈跳着陸,火星探路者號探測器和6輪探測車就置身其中。氣袋一打開,它們便開始實地探測火星的光榮使命。
索傑納號火星車
索傑納號火星車 索傑納號火星車
名為索傑納的6輪探測車是一個小型機器人,重量23磅,造價2500萬美元。它具有人工智能,使用太陽能動力。它的行駛速度最快為每分鐘2英尺,猶如蝸牛爬行。它專找岩石爬,目的是蒐集有關岩石成分的數據。
美中不足的是,6輪探測車本應沿軌道板駛向火星地面,但凸出來的那部分氣袋卻擋住了它的去路,使它未能按時啓動。地面控制中心一直在緊張地商討對策。另外,6輪探測車與火星探路者號探測器以及後者同地面之間的通信聯絡也出現毛病。到記者5日上午發稿時,地面控制中心説第一個障礙已基本排除,6輪探測車可望在晚上啓動。對解決通信聯絡故障問題,地面控制中心也表示充滿信心。
按照設計,火星探路者號探測器和6輪探測車可在火星上分別運行一個月和一個星期以上。然而,這只是美國火星探測計劃的步驟之一,今後十幾年內還將進行多次探測活動,最終能夠從火星上取回岩石和沙土樣本。科學家們可據此進行分析研究,以確定火星是否曾經存在過生命。一些科學家指出,如果確定火星真的有過生命,那麼它的毀滅就為地球上的人類提供了前車之鑑。只有全人類共同加強環保,才能避免重蹈火星的覆轍。
早在1976年,美國的“海盜”飛船就曾首次在火星着陸,並進行了探測。但是,1993年火星觀察者號探測器在着陸前突然失蹤,一去不復返。21年後,火星探路者號探測器再次成功登陸。有人大膽地預言,人類登上火星將不再是夢。
主要作務
火星探路者號着陸器與索傑納號火星車 火星探路者號着陸器與索傑納號火星車
按預定計劃,火星車“旅居者”能工作到上週五就已經達到目的,可是從2018年的情況來看,它還可以在火星上再漫遊幾個星期。着陸器工作時間還會更長一些,今後幾個月裏它還可能發回有價值的信息。
總的來看,此次火星探測計劃結果要比事先預料的好。美國國家航空航天局執行本次火星探測計劃的目的原本是一次演練,即驗證整個計劃是否具有可行性。2018年看來,這一目的已經達到。另外,“火星探路者”此行還獲得了許多有重大價值的信息,信息量是原計劃的5倍。據説,分析整理這些信息需要幾年時間。從已經得出的結論來看,此次計劃所取得的成果可以概括為以下幾個方面:
第一,使人類對火星地表景觀有了直觀的認識。“火星探路者”發回了數千張火星地表照片,人們從這些照片得知,火星阿瑞斯平原看起來就像地球上的荒漠;同地球一樣,火星上也有山脈,有丘陵,有溝谷,甚至還有隕石坑。人們以前從來沒有這麼真切地觀察過火星。
第二,使人類對火星岩石和土壤有了初步的瞭解。火星車索傑納此行的主要目的就是對火星上的岩石和土壤進行探測和分析。火星車上有一台阿爾法—質子—X射線光譜儀,能現場分析岩石的化學成分,並將分析結果傳回地面控制中心。到2018年為止,總共分析了兩塊火星岩石,但只有一塊岩石的分析結果傳回地面。已有結果的這塊岩石在化學成分上與地球上的岩石非常相似,這是科學家們事先沒有想到的。據説,另一塊岩石與前一塊完全不同,説明火星同地球一樣,也有多種不同種類的岩石。從火星車留下的車轍看,火星表面是一層虛土,下面則是堅硬的殼層。
第三,使人類對火星氣候有了更深入的瞭解。據探路者號在火星的夏季的測定結果來看,火星白天地表温度約零下十幾攝氏度,夜晚會降到零下70多攝氏度,白天有微風。火星探路者號探測器在距火星地表48公里高處測得的温度為零下170攝氏度,這是迄今記錄到的火星大氣層的最低温度。
第四,找到了一些支持“火星生命之説”的證據。認為火星上有生命的説法主要有兩個依據:一是火星上曾經有水;二是在地球上發現的火星隕石中含有生物化石微粒。“火星探路者”拍的照片表明,幾十億年前火星阿瑞斯平原曾發生過特大洪水,證實了“海盜”號飛船21年前的判斷。火星車對火星岩石的分析表明,這塊火星岩石與地球上的一塊火星隕石在化學組成上具有相同的特徵,這起碼説明這塊隕石的確來自火星。科學家認為,2018年還不能斷定火星上曾經有過生命。
此次火星探測計劃並非一帆風順,問題集中在通信聯繫上,共出現了4次通信故障。
火星探路者號探測器造價為2.7億美元,發射與探測預算為1.96億美元,總成本還不到“海盜”號火星探測計劃的1/15(十五分之一)。

火星探路者號世界紀錄

第一個火星探測器:火星探路者任務設計期間為7個火星日,但實際上工作了長達83個火星日。 [3] 
參考資料