人类对土星的探寻,巡天遥望那颗星

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巡天遥望那颗星 人类探索火星之旅

人类为什么要历经50年也要对火星的研究和探索,而对人类来讲,到底又有哪些的意义在,对此人类对火星的探索到底如何?下面一起来看看吧。

  • 名称:海盗(Viking)探测器
  • 制造商:马丁·玛丽埃塔公司
  • 发射日期:1975年8月20日(海盗1号),1975年9月9日(海盗2号)。
  • 发射地点:佛罗里达州,卡纳维拉尔角
  • 轨道:1510公里×32800公里,(938英里×20380英里),倾角37.9°。
  • 运载火箭:巨人IIIE-半人马座
  • 纬度:28°24’N
  • 经度:80°37’W

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有效载荷

  • 两架视管摄像机,外线分光计,红外线辐射计。

火星,在英语中被称为玛尔斯(Mars,意为战神),古汉语中则因为它荧荧如火,位置、亮度时常变动让人无法捉摸而称之为“荧惑”。火星的火红色,自古就吸引着人们。除了绚丽的外表,火星因其“类地”的内在,更吸引着现代科学家。

人类对火星的探索

结构尺寸

  • 3.3米×2.5米(10.8英尺×8.2英尺)

  海盗系列探测器共严重了两架,都是在NASA的“水手”系列任务成功之后继续开发的。

■本报见习记者 袁一雪

人类火星探索历史

结构特点使用情况

浩渺星空,拥有无数反射着太阳光的星体,其中有一颗,人类倾注了巨大的人力物力去研究。它就是离太阳第四近的行星、四颗类地行星之一的火星。

1962年,前苏联火星1号探测器飞越火星的尝试失败;

结构特点

每一次“海盗”任务都包括一颗轨道卫星和一架着陆器。其中的轨道卫星是基于“水手9号”设计的,但装备的液体燃料减速火箭比“水手9号”大得多。

2011年,著名物理学家史蒂芬:霍金曾对媒体称地球终将被毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。霍金说:“人类已经步入越来越危险的时期,我们已经历了多次事关生死的事件。由于人类基因中携带‘自私、贪婪’的遗传密码,人类对于地球的掠夺日盛,资源正在一点点耗尽,人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,所以,不能将赌注放在一个星球上。”

1964年,美国发射水手3号,火箭点火升空后坠毁;

使用情况

“海盗1号”于1976年6月19日到达火星,它的着陆器于7月20日与轨道卫星分离,并降落在火星的克里斯低原(低海拔平原)(北纬22.48°,西经49.97°)。

“海盗2号”于1976年9月3日降落在火星的乌托邦低原(北纬47.97°,西经225.74°)。“海盗”任务的首要目标是获得火星地表的高清晰照片,描述火星大气和表面的构成和成分,以及寻找生命存在的证据。

两架“海盗”着陆器共传回了四千五百多张照片。“海盗2号”着陆任务于1980年4月11日结束,而“海盗1号”着陆器则于1982年11月13日结束关闭。

那么另外一个放鸡蛋的篮子在哪儿?科学家们几乎一致认为,是火星。于是,这颗外表奔放,内心保守的古老星球,得到了来自“邻居”的关注。

1964年,美国发射水手4号,1965年成功掠过火星,并传送回第一张火星表面的照片;

太阳系拥有八个行星,按照离太阳的距离从近到远,依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。“八个行星中,包括地球在内有四个类地行星。其中,水星非常热,而金星的大气压是地球的92倍。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新向《中国科学报》记者解释道,“虽然火星的大气压只有地球的0.1,但是火星自转一天的时间与地球接近。其外部同样有大气层环绕。”

1964年,前苏联发射探测2号,成功接近火星,于1965年失去联络;

如果继续深挖火星与地球相似的渊源,恐怕还要从太阳系形成之初说起。国家天文台研究员王俊杰告诉《中国科学报》记者,尽管太阳系的形成过程已经无法看到,但是从其他恒星的形成过程,不难窥探一二。“恒星形成于分子云中。分子云在宇宙中,相当于我们看到的天上的乌云。只不过,分子云中包括分子气体和尘埃等。分子云因引力作用密度逐渐升高而造成塌缩形成原恒星,
原恒星周围形成吸积物质的转动吸积盘。”王俊杰表示,“在吸积盘转动的过程中,又形成若干环,这些环中的物质在万有引力作用下逐渐凝聚成行星。也就是说恒星形成的同时,围绕在其周围的行星也就形成了。”

1965年,美国水手4号行星际探测器飞越火星,拍摄了21张照片;

既然在同一个分子云中形成,就决定了地球与火星的大致成分和比例都相似。王俊杰解释说,从实际观测结果看,科学家们也认为在遥远的过去,火星与地球的物质状态相似,有些历史过程也相似。比如,都拥有或曾经拥有海洋、火山等。只是因为与太阳距离不同,导致环境相差比较多。

1965年,前苏联发射探测器2号探测情况没有公布;

现实的火星上环境恶劣,这点从美国探测器发回的照片中一览无余。“到目前为止,没有发现大量的液态水,也没有发现生命的痕迹。而且火星的大气层非常稀薄,有科学家认为是太阳风所致,但是具体是什么原因还需要继续探究。”焦维新说,
“火星距离地球的距离最长可达4亿公里,但是最近的时候则不到5600万公里,我们称之为‘大冲’。”王俊杰说。每个大冲一般间隔26个月。由此看来火星恐怕是人类近期“移居”最好的选择。“而且,人类对于火星的研究对于了解地球本身也具有一定意义。”焦维新表示,“特别是对保护我们地球,如何防止地球进一步恶化,都有借鉴意义。”

1969年,美国相继发射水手5号和水手6号。两艘飞船分别于7月和8月成功掠过火星,并传送回图像和数据;

人类对火星的渴望并非近几年的事,早在上世纪60年代,美国和前苏联就开始了关于火星的探索。

1971年11月,前苏联的火星2号轨道舱和着陆舱达到火星。着陆仓坠毁在火星表面,但轨道仓却传送回图像和数据;

“人类对火星的探测过程,其实和探测月球一样,都是绕、落、回三步。现在,绕和落的问题已经解决,只有回的问题悬而未决。”《国际太空》杂志执行主编、空间技术专家庞之浩对《中国科学报》记者解释道。目前,人类针对火星的探测包括发射轨道器和着陆器。“上世纪90年代,美国开始实施火星生命计划,将轨道器和着陆器同时发射升空。经历了两次失败后,美国采取了分开发送的方法。”庞之浩说,“也就是在某一个火星大冲时发射轨道器。然后通过轨道器观测着陆器着陆的最佳位置,再在之后的大冲时发射着陆器。”就功能而言,轨道器倾向于普查火星情况,而着陆器则是对局部区域的详查。

1971年,美国发射水手8号,火箭升空过程中失败;

2001年,美国发射的“火星奥德赛轨道器”就是成功的范例。它身兼数职,不仅对火星进行普查,同时还是火星的中继卫星。“因为火星着陆器发送的信号弱,指挥员往往会把信号先传导至火星轨道器,再传回地球。”庞之浩说,“而且,美国‘火星勘测轨道器’‘火星奥德赛’提供的照片,为机遇号和好奇号在火星的着陆点提供了依据。”

1971年11月,美国发射的水手9号飞船进入火星轨道,提供了完整的火星地貌图并对火星大气层进行了研究;

不论是机遇号还是好奇号,甚至是之前美国发射的轨道器和着陆器,“它们每个上天都是有目的的。”焦维新表示,“比如,为了探究火星气体稀薄的原因,美国就发射了一个轨道器,专门探测太阳风的电离作用。而且预计到2020年,美国还将发射一个比好奇号更大的探测器,可以钻入火星内部探测。”

1972年,美国水手9号探测器沿着火星轨道飞行,发回7329张照片;

至于取样返回,焦维新也表示难度颇大。首先,探测器要先从火星表面起飞,然后与环绕在火星轨道上的母船交会对接。“尽管火星的引力场是地球的37%,但是依然需要很大的推力才能脱离。”焦维新说。另外,就是对接时如何精确控制。要知道,当时中国神州八号完成与空间站的对接是在距离地球350公里处,而对于距离相差几倍远的火星,控制更难。更令人头疼的是,口令的延时,这恐怕让对接过程只能依靠自动设备完成。

1973年,前苏联发射火星5号,1974年2月到达火星并收集了数据;

除了返回的过程复杂,取回的火星样品会不会把火星有害的物体带回地球,也是科学家们考虑的另一问题。庞之浩介绍说,当年阿波罗登陆归来后,航天员尚且被隔离查看有无有有害物质被带回。因此,面对火星这样的未知星球就更需要谨慎,“如果带回灾难性的生物就麻烦了”。

1974年,前苏联火星5号探测器沿着火星轨道飞行了数天;

尽管发射上去的探测器无法取样,但是人类依旧得到了不少有用的信息,比如是否存在生命,是否有生命曾经存在的痕迹等等。之前,火星快车号在火星大气层内发现甲烷,对于科学家也是极大的鼓舞,因为甲烷可能是生命体释放聚集而成。

1974年,前苏联火星6号和火星7号探测器在火星着陆,探测结果没有公布;

未来,人类可以移居至火星,这样的设想真的可以成真吗?2013年,荷兰非营利组织更是推出“移民火星计划”,即在2023年,通过一系列选拔和培训,将最终在申请者中挑选出2男2女共4人送去火星,成为火星首批居民,并且将永远居住在那里,在火星上建立人类的首个永久性定居点。焦维新认为,荷兰的这项计划“有点离奇”。“因为,荷兰本身就没有像样的航天事业,而且它从未向月球、火星发射过任何探测器。没有经过实验检验就直接进入载人阶段有些不太现实。”

1975年,美国向火星发射了海盗1号和海盗2号宇宙飞船,并于1976年到达火星。轨道舱收集了火星表面的图像,着陆舱则传送回图像并提取了火星表面土壤的标本;

庞之浩也认为,移民火星首先要突破的是“人要到火星上去”。因为就目前的技术而言,从地球到火星一个来回需要520天,这对人的生理、心理的影响都很大,还要解决长期辐射和长期生命保障等一系列复杂问题。如果能够缩短去火星的飞行时间,比如采用核动力飞船,将去火星的行程由10个月缩短至2个月,那么这些问题就简单得多。“但是核动力飞船研发本身也不容易,美国研究后发现核辐射的问题不容易解决,在核动力飞船内,每天的辐射量相当于拍摄8次X光片。不过,美国和俄罗斯都正在继续攻克这一难关。”庞之浩说。

1976年,美国海盗1号和海盗2号探测器在火星着陆,发回了5万多张照片和大量的数据;

焦维新曾经在他所著的《探索红色星球》中,提出过一个概念,叫“火星地球化”。但是他表示,如果真要把火星改造成适合人居住的话,年限是800年。“因为,火星没法和地球相比,有些方面可以改造,但是像引力、磁场、辐射等问题,人工没法改造。”焦维新说,“人类进入太空才50多年,难以想象500年后,科技会达到什么程度。但现在谈这些还为时尚早。”

1989年,前苏联福波斯1号和福波斯2号探测器在前往火星的途中失踪;

一颗石头便能激起涟漪,人类对于火星投下“兴趣之石”的时间,几乎与人类刚刚有能力挣脱地球引力飞向太空的时间相同。

1992年,美国火星观察者号探测器发射升空,但这个探测器在1993年8月进入火星轨道前3天前与地面失去联系;

最早期的探测器几乎都失败了,但是这不能打击人类追求未知的决心,火星探测也就是在一次次的失败中不断前进,愈挫愈勇。

1993年,美国火星观察者在预定即将到达火星轨道之前失踪;

1960年10月10日,前苏联向火星发射了第一枚探测器火星1A号。紧接着就在四天以后,第二枚火星探测器升空。然而这两枚火星探测的先行者却连地球轨道都没能到达。

1996年,美国的火星环球观测者飞船发射升空。轨道舱于1997年9月进入轨道,对火星表面进行了绘制。目前仍在工作;

1962年,当火星又一次运行到合适的位置时,前苏联的第三枚火星探测器升空了,然而这次它也是仅仅到达了环绕地球轨道而已。同年11月,前苏联向火星发射了火星1号,这枚探测器成功进入了往火星的轨道,并且计划于1963年6月19日到达火星,然而当1963年3月21日它飞行到距离地球1.06亿千米的距离时,却与地面永远失去了通信联系。三天以后,前苏联的又一枚探测器升空,这枚探测器同样面临着失败的命运,仅仅到达环绕地球轨道,就未能再次成功点火,两个月后堕入地球大气层烧毁。

1996年,俄罗斯发射火星96探测器,发射过程出现故障,探测器坠毁在地球大气层中;

两年后,美国“粉墨登场”,先后向火星发射了两枚探测器:水手3号和水手4号。水手3号的探测器偏离轨道,最终导致发射失败。而水手4号于12月28日发射升空,它的任务目标就是执行近距离火星科学观测,并将结果传回地球。1965年7月14日,水手4号回传了一张火星表面的照片,这是第一张从地球以外另外一个行星上拍的照片。这张充满了陨石坑、死寂世界的照片,震惊了科学界。接下来,水手4号又向地球传回了21张照片。它发回的数据表明,火星的大气密度远比此前人们认为的稀薄。然后,它环绕太阳轨道上花费三年时间对太阳风进行探测。

1996年,美国发射火星探路者探测器,1997年7月到达火星。此次观测的火星地面范围为有史以来最大。着陆舱发送回数千张照片,火星车也发送回550张图片;

之后,前苏联和美国的几次尝试纷纷以失败告终。这种状况一直持续到上世纪70年代。

1998年,日本发射Nozomi探测器,由于同年12月轨道舱出现故障,任务于2003年失败;

1971年,美国向火星发射了两枚探测器——水手8号和9号,尝试进入火星轨道,环绕火星飞行,以获取火星的高清晰照片。水手8号火箭“夭折”在大西洋。而水手9号则比它的兄弟们幸运得多,成为有史以来第一枚成功进入环绕火星轨道的探测器,1971年11月14日,水手9号终于到达火星,在火星轨道上工作了将近一年之久,发回了7000余张照片,覆盖了火星表面超过80%的部分,同时还对火星的卫星进行了探测。

1998年,美国发射火星气象轨道探测器,1999年9月进入轨道时坠毁;

与水手9号同一年飞向火星的还有前苏联的三枚探测器。其中,火星1号和2号不是失误就是失联而失败。只有火星3号成功在火星着陆,成为有史以来第一个成功在火星表面着陆的探测器,虽然它仅仅在火星上工作了大约20秒就永远与地球失去了通信联系。

1999年,美国发射火星极地着陆者着陆探测器,同年12月着陆舱在预定的下降阶段与地面失去联络;

1975年,美国国家航空航天局实施了“海盗号探测计划”,被称为“有史以来最为成功的火星探测计划之一”。它们由两部分组成,一个轨道器和一个着陆器。海盗1号于1975年8月20日发射升空,轨道器于次年6月19日进入环绕火星轨道,着陆器则于7月20日在火星表面成功着陆。海盗2号则在1975年9月9日发射升空,轨道器于次年进入环绕火星轨道,之后着陆器在火星表面成功着陆。海盗1号成为第一枚在火星上着陆,并且成功向地球发回照片的探测器。

2001年,美国发射奥德赛火星探测器。奥德赛于同年10月到达火星,其主要任务是在火星上寻找水或冰,并对环境进行研究。同时,奥德赛还将作为后续探测器的通信中继站;

海盗1号的轨道器在轨道上一直工作了5年,而着陆器使用核能作为电力来源,在火星表面正常工作超过6年,直到1982年11月13日错误指令导致失去通信联系为止。在很长一段时间内,海盗1号都是在火星表面存活时间最长的纪录保持者,直到2010年5月19日才由机遇号以2246个任务日的运转打破了海盗1号2245个任务日的纪录。海盗2号的轨道器在轨道上一直工作到1978年,而着陆器在火星表面正常工作了三年多的时间,直到1980年4月11日电池故障导致通讯联系中断。海盗号火星探测计划总共向地球发回了数万张高清晰照片。

2003年,欧洲航天局发射火星快车探测器。探测器于2003年到达火星;

1988年,前苏联再次推出一个新的火星探测计划,将福波斯1号和福波斯2号探测器送入太空。然而尽管相隔15年之久,这两颗探测器依然没能逃脱失败的命运。

2003年,美国太空总署发射火星探测漫步者-A探测器;

这场失败为人类在上世纪80年代对火星的探测画上了句号。当时间迈入20世纪的最后10年,除了美国和前苏联解体后更名的俄罗斯,日本也加入到火星探测的阵营,于1998年7月3日,发射了希望号。希望号在经历了几次失误后,终于在2003年被放弃。

2003年 ,美国太空总署发射火星探测漫步者-B探测器;

21世纪来临后,世界各国纷纷加入探测火星的行列中。2003年,欧洲航天局的“火星快车”探测器发射升空,并于2004年公布发现火星南极存在冰冻水。后来,“火星快车”还在火星大气层内发现甲烷。

2003年,美国发射勇气号和机遇号两枚探测器,它们预计在2004年1月着陆

2011年11月9日,中国“萤火一号”火星探测器搭载在俄罗斯“福波斯-土壤”探测器内部,由俄罗斯“天顶号”运载火箭在哈萨克斯坦拜科努尔发射场点火发射,尽管这一探测行动最终失败,但是依然是中国向火星探测迈出的重要一步。而在2013年,印度政府也在民众对政府耗费巨资探索遥远的火星表示强烈不满中,将火星探测器曼加里安号发射升空。此时,曾经“试水”多年的美国和俄罗斯,分别宣称将在2020年和2025年把人类送上火星。

人类探索火星50年历程

《中国科学报》 (2014-07-11 第14版 关注)

当地时间2012年8月6日1时31分北京时间13时31分,美国好奇号火星探测器登陆火星。图为美国加利福尼亚州帕萨迪纳市航空控制中心内,工作人员在收到好奇号传回的第一张图像后庆祝。

中新网8月6日电综合报道,迄今最昂贵的美国好奇号火星探测器8月6日在火星表面成功着陆。在经历了超过2500天的太空飞行之后,好奇号火星探测器计划在火星进行为期2年的探测活动,目标直指寻找生命踪迹。人类探索火星的历程已有50年,中印等国正逐步成为后起之秀。

好奇号将在火星停留2年 目标直指寻找生命

据悉,耗资25亿美元的好奇号,其名字由美国堪萨斯州的一名6年级学生所取。和2004年登陆火星的机遇号和勇气号探测器相比,好奇号长约2.8米,重逾900公斤,它以核燃料钚为动力。好奇号这次的目标不是寻找水源,而是寻找以碳为基础的有机物。

好奇号的着陆点在火星盖尔陨坑中心的山脚下。盖尔陨坑中心山丘的层状物含黏土和硫酸,着陆点周围存在沉积物形成的冲积扇,这些物质和地貌的形成都与水有关。美国此前的探测任务已确定火星上存在有水和能源,但还不能确定火星上是否存在碳。

部分成功飞往火星的探测器

火星历来被认为是极有可能存在生命的星球,也被称作为地球的一面镜子,可以让人类了解地球的过去和未来。1962年11月,前苏联发射火星1号探测器,人类开始了对火星的探索。此后,前苏联、美国、日本、俄罗斯和欧洲总共向火星发射了约40颗探测器。可是,其中有超过60%以失败告终。也正因如此,火星被称为航天器的墓地。

1965年7月美国水手4号探测器飞近火星,从距火星1万公里处拍摄21幅照片,发现火星上存在大量环形山,大气密度只有地球的1%。

1969年美国水手5号和水手6号再次掠过火星。它们拍摄的200多幅照片表明,火星表面温度比预想的更低,大气中二氧化碳含量高达95%,水蒸气几乎难以寻觅。美国水手7号也发回126张照片。

1975年8月美国海盗1号升空,其于次年7月释放的着陆器顺利落至火星表面,向地面传回彩色照片。

1996年12月美国火星探路者号发射。次年7月,其所携着陆器顺利落至火星,施放出旅居者号火星车,实现漫游考察并发现远古水痕。

2001年4月美国发射奥德赛探测器。次年,该探测器发现火星表层可能富含冰冻水。其搭载的俄罗斯高能中子探测器也尝试找水并探测火星表面中子流。

2003年美国勇气号和机遇号火星车分别于6月和7月发射升空。它们都成功登上火星,对火星岩石和地貌开展长达七八年的漫游考察。
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人类探索火星有什么意义

寻觅水与生命

红色的火星承载着人类征服宇宙的梦想。当人类频频向火星派出特约使者的时候,探索火星的热潮使我们再次将目光投向遥远的宇宙。那么,火星探索之旅的意义何在,它又将为人类带来怎样的震撼呢?

火星曾被科学家誉为袖珍地球。在这个直径只有地球一半,但同样具有许多地球特征的神秘星球上,人类在寻觅着水与生命的痕迹。

水的第二故乡

水是生命存在的根基。在地球以外的所有行星中,距离地球最近的火星成为科学家寻找水资源的首选。美欧火星探测器纷纷飞入太空,其核心目的就是采集火星表面上下的土壤、大气和岩石样本,找出火星上存在水资源的证据。科学

家在研究中发现,火星曾经温暖湿润,适宜于生物生长。而且火星和地球都有大气层和一年四季,这些共同点也让科学家对在火星上找到水分子给予厚望。

生命的第二摇篮

对火星上生命的探索是人类最核心的追求,人类在期待与火星生物会面的同时,也在渴望开发出新的生存空间。正

太空进行火星探测之旅的美国勇气号和机遇号火星探测器兄弟将用更先进的生化手段探测火星上是否存在过生命,是否还尚存微量生物的迹象。无论火星是否能成为孕

育生命的摇篮,对它的探索都将对保护地球有着积极的意义。承载人类征服外空的梦想

追忆古时,人类便将美丽的火星视为外空中神秘的红色星球,揭开它神秘面纱的梦想从未消失。随着科学技术的发展,人类漫漫探索之路崎岖而多彩。从地球这个蓝色星球飞往红色星球的探索旅程成为人类征服自身,展现科技进步的广阔舞台。蓝红两色星球的相互问候仿佛在空间中交织成绚丽的彩带,承载着人类征服外空的梦想。抢占外空有利位置目前已成为各科技大国竞争的最新平台。
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