书城工业技术遥远的使命——空间探测器
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第9章 “海盗”号火星探测器

火星叔叔马丁

晴朗的夜空,有一颗血红色的星星慢慢升起,静静地闪着红色的星光。这星就是火星。古今中外的天文学家特别钟爱火星。开普勒第一个提出“火星人的概念,又有人通过望远镜发现火星上有运河。火星上有一个人叫马丁叔叔,聪明、坚强、勇敢。他热爱生活,热爱火星也热爱地球……这些都是地球人作家一厢情愿的描写,如《火星叔叔马丁》、《火星漫游》。

火星有一个红色的神秘外表,是八大行星之一,距离地球最近。火星有两颗小型天然卫星:“火卫-1”和“火卫-2”。两颗卫星都很小而且形状奇特,天文学家猜测可能是被火星引力捕获的小行星。

火星的直径为6804千米,只有地球直径的53%,质量为地球的11%。火星的极轴倾斜角 火星与“火卫-1”、“火卫-2”度为25.19°,而地球为23.44°。因此,火星能像地球一样产生季节。火星有一年四季,每一季是6个月。火星的一年约为1.88地球年。火星有很多种地形,有山脉、盆地、环形山、峡谷、火山、河床高山、平原、峡谷等。火星的北半球是被熔岩填平的平原;南半球是充满陨石坑的古老高地。火星的南北两极有水冰及干冰堆积而成的巨大极冠。

火星比地球冷得多,表面平均温度为-63℃,最低温度-140℃。它的地表温度温差很大,夏季白天温度是28℃,冬季夜晚就低至-132℃。火星表面被铁的氧化物所覆盖,所以看上去是红色的。

火星是地球的近邻,是人类最向往,也是了解最多的行星。人类已发射了40多颗火星探测器。世界上第一个成功飞掠火星的探测器是美国的“水手-4”号。它于1965年7月15日从距火星一万千米处拍摄了21幅火星照片;1972年1月3日升空的美国“水手-9”号探测器是世界上第一颗火星探测器;美国两颗“海盗”着陆器分别于1976年7月和9月在火星表面软着陆;1997年7月4日,在火星表面着陆的美国“火星探路者”首次使用火星漫游车进行探测。

1998年12月11日和1999年1月3日,美国又分别发射了“火星气候”轨道器和“极地登陆”火星探测器,拉开了新一轮火星生命考察活动的序幕,然而这两个探测器都功败垂成。

日本于1998年发射了“希望”号火星探测器,成为继美苏之后第三个探测火星的国家。火星探测对了解太阳系的起源和演化,认识地球环境的形成,弄清生命的进化等,都是十分有意义的。“希望”号在4年多的飞行中没有被冻死,却遭遇太阳耀斑的袭击。

探测器本身就是一个科学家。它虽然没有情感,但很诚实。探测器证实火星上并没有火星人,也没有运河。人们希望火星上真有一个火星叔叔马丁,也真希望火星与地球鸡犬相闻,长相来往。火星的环境与地球最相似。科学家希望人类能够在火星上建立永久生物圈,在那里建设新的家园。也许将来我们的后代能乘坐第一班空天飞机,前往火星做客。

“海盗”兄弟

1975年8月20日和9月19日,美国国家航空航天局在肯尼迪航天中心第41号射台,“大力神”号运载火箭搭载火星探测器——“海盗-1”号和“海盗-2”探测器升空。

“海盗”号探测器是“水手”号探测器的改进型。“海盗”号探测器由轨飞行器和登陆舱组成,长为5.08米,重3530千克,其中轨道飞行器重2330千克。

“海盗”号探测器的登陆舱重1200千克,用三脚支撑,里面装有生物化学验箱、测量挖掘设备、两台电视摄像机、通信设备和电源等。特别是那一只机手,有扒、挖、铲、撬、翻等功能,是一只真正的多面手。

科学家曾发现火星上有干涸的运河和生命的迹象,一直以来都认为火星有生物,甚至有火星人。“海盗”号探测器的主要科学任务是探测火星上有无物。

一个不毛之地

1976年7月20日和9月3日,“海盗”号探测器先后在火星表面软着陆成功。这是人类探测器第一次登陆火星,也是第一次登陆另一颗行星。

“海盗”号探测器头脑清晰、动作利索。40分钟后,第一张火星彩照就发回地球,随后不断把火星多岩石表面的照片发送回地球。三只脚的“海盗”号探测器,开始对火星土壤、气候、磁场等进行了一系列研究。

科学探测认为:4 0万~210万年前,火星的极轴倾斜度要远远大于今天,可能处在冰河时期。火星的赤道和中纬度地区还温暖一点,两极被冰雪覆盖。火星上的天文学让科学家迷惑了:为什么火星的极轴倾斜度会发生变化?什么力量驱使火星极轴倾斜?如果火星以前有生命,是否在这次冰河时期消失了?

神奇的地方总有神奇的事情发生。1976年7月25日,“海盗-1”号在围绕火星飞行时,曾拍摄大量火星地貌,无意中从一个角度拍摄了一张震惊世界的照片:一座巨大的人头雕像。这座看起来非常像人脸的东西,位于火星北纬40°75′,西经9°46′,从上到下约3千米大小。这张火星上神秘面孔的照片引发公众的兴趣,诞生了神秘论,媒体疯狂炒作,神秘面孔来自于古老的人类太空文明,它是由火星人或外星人建造的纪念碑。许多人声称看到更多细节,如一个外星人的长长的卷毛发型。另一些人则声称,周围的地形中隐藏更神秘的功能,包括几何图案和更多的古迹。媒体小报执意认为这是外星文明。

与此同时,许多科学家对火星神秘面孔表现出不同寻常的安静。美国国家航空航天局也没有显示任何想要进一步调查的迹象。这又引发产生一个阴谋论,美国国家航空航天局故意掩盖一些惊人的发现和真相。

关于神秘面孔照片的神秘论和阴谋论的讨论,贯穿整个20世纪80年代和90年代,专门讨论这个问题的文章、电视纪录片和网站具有扩散的势头。由于当时照相技术有限,只拍摄到了分辨率很低的模糊照片,美国国家航空航天局有口难辩,发誓将来总有一天拍摄清晰的照片告慰公众。

“海盗”号探测器是人类第一次触及到了另一颗行星的土壤。两个“海盗”号探测器像经验丰富的化验员,动作熟练地挖出土壤样本。它们不厌其烦地将样本倒入分析仪中。在这些分仪器中,最先进的也许就是气相色谱-质谱析仪了。它能分析火星土壤中是否存在有机合物。

“海盗”号兄弟俩研究了几个月之后,探测有无生命存在的实验中,没有发现任何级生命痕迹,从而排除了有关火星人的推测“海盗”号几乎毫无异议地证明:火星没有命现象,是一个不毛之地。

“海盗-1”号在火星上工作了6年;“盗-2”号在火星上工作了3年。兄弟俩工作为认真,对火星进行了考察和拍照,共发回5万多幅火星照片,分辨率高达20米。

“海盗”号发现火星是一个荒凉的世界,表面也有环形山,但比月面上要得多,还有大峡谷、山脉以及蜿蜒曲折、外貌酷似河床的地貌。

由于火星表面大气极其稀薄,紧挨固体表面处的大气压相当于地球上海拔万米高度处的大气压,一旦有液态水存在,就会立即蒸发掉。所以现在这些“床”中肯定没有液态水。火星表面的水,很可能与固态二氧化碳一样,被冻结南北两极的极冠中。在火星表面的照片中,显示了一个大陨石坑边缘的小陨石和沟壑。那是否就是水流过的痕迹?

火星表面大量酷似干涸河床的地貌似乎表明,火星在过去遥远的地质年中,当时表面大气压比现在高得多,表面温度也比现在高,很可能有大量的液水在这种“河床”中流动。现在观测到的干枯河床,很可能正是那时火星上汹澎湃的江河。

科学家认为,那个时候火星上是一个有生命的世界。至于目前火星上是否有生命存在,尽管在两个“海盗”号之后,美国又多次发射探测器探测火星,这个问题至今还没有确切的结论。

大胆设想,小心求证

科学是严谨的,是讲究证据和数据的。火星生命的探索仍在继续。后来,科学家们发现许多关于火星的疑问。为何有大量的有机物从众多的小行星和彗星中不断进入火星,但实际上火星土壤中的有机物含量却非常低。有科学家认为:火星土壤中存在的某种神秘的氧化物与这些有机物发生了化学反应,从而减少了有机物的含量。又有科学家认为:“海盗”号探测器在20世纪70年代无法识别火星微生物,可能会在无意的操作中“溺死”或者“热死”这些微生物,所以没有发现火星生命。为此,人类又开始了新一轮的火星、火星生命探索。

2004年,美国国家航空航天局派出“勇气”号和“机遇”号火星探测器。“机遇”号探测器在对火星梅里迪亚尼平原勘测后发现,火星岩石的湿度曾经非常大。科学家对火星岩石研究后发现,有火星曾经存在湖泊与浅海的证据。岩石中各层沉积物的波纹形状还清晰可见。

2006年底,美国国家航空航天局“火星探路者”号探测器,也发现了液态水从沟壑和陨石坑流过的迹象。

美国国家航空航天局科学家提出了一个大胆的推断——火星上现在就可能存在生命所必需的液态水。科学家通过比较火星探测器在过去7年中对火星表面相同地点拍摄的照片发现,相关地区出现了几年前还没有的极可能是水流留下的沉积物。

人们正在采取进一步的行动来探索火星生命。毕竟到目前为止,还没有任何实验和研究证明火星生命的存在。目前只能确认的是火星表面确实存在有机化合物。探索火星的奥秘,本身就是一个传奇。地球人总想撩开火星神秘的面纱,新一轮火星探测又开始了。