书城科普读物破解的天书(下)
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第17章 挑战未来:“探路者”登上火星

1.创下三个世界第一

“火星探路者”号太空船是美国宇航局花费了1.25亿美元完成的一项杰作,科学家们的巧妙设计使它能够像子弹一样射出,以2.8万公里的时速穿过太空,然后以14.2度倾角进入火星大气层。倾角的精度要求很严,因为角度过大会造成激烈摩擦导致太空船焚毁,而角度过小则会使太空船掠过大气层飞离火星。

1996年12月4日,“火星探路者”离开地球向着火星挺进,经过213天的冲刺,最后以26460公里的时速向火星疾冲而下。美国科学家为太空船精心选择的着陆地点是一片长200公里、宽70公里的干涸河床,那里地势平坦,适合秒速仅1厘米的六轮探测车到处走动。同时,这里的风力也较弱,可以避免尘粒干扰传回地球的图像。

在冲到距火星地面10公里左右的高度时,“火星探路者”的感应器启动了一具硕大的降落伞,它以比地心引力大20倍的阻力使太空船在一分钟内时速骤减到1610公里至1285公里。此时,距着陆还有100秒,多枚小火箭反向点燃,使得冲速更加缓和。紧接着,隔热罩张开,以免太空船前端过热。着陆前8秒,太空船距火星只有1.7公里,24个直径约1米的气囊迅速膨胀,紧紧地护住了高0.9米、重800多公斤的“火星探路者”。4秒钟后,太空船降到离火星40米的高度,数枚自动点燃的反向制动火箭切断了降落伞,太空船以40公里的时速冲向火星地面。此时,气囊起了很好的缓冲作用,太空船在地上弹跳了十多米,而后,又弹跳了十多次才完全停稳。

15分钟后,气囊排气收缩完毕,“火星探路者”张开三片六角形太阳能板,伸出并启动天线、摄影机、天气感测器和其他仪器。太空船着陆的时候,火星上正是黑夜,到处一片漆黑。3个小时后,太阳升起,太空船开始利用太阳能发电,陆续向地面发回了一系列重要信息。晚上8时,地球上的科学家们收到了“火星探路者”发回的邮票般大小的第一张黑白照片,稍后,彩色照片也开始一张张传回地面接收站。从照片中,可以看到近距离许多黑色的鹅卵石及远处起伏崎岖的山丘,天空则是一片淡红。此次,太空船上一架3D摄影机完整地拍摄了周围360度的景象,所有的照片都显示出火星是一片贫瘠的荒漠。

根据计划,“火星探路者”在登陆后将连续工作一个月,其目的主要是研究火星地表地质的形成和结构,探测火星岩石成分与矿物特征,报告气候与大气状态。届时它会传回大量降落点的照片及火星成分和大气层的数据。探测车“漫游者号”则由科学家在地球上遥控,在太空船四周一个足球场大的范围内移动,工作目标是为火星地表的有趣岩石拍摄并分析其化学成分。“漫游者号”可以攀爬30度的斜坡,越过高约20厘米的石块,并可侦测出过度倾斜高地并在翻车前停驶,它的工作期限是一周。

当然,“火星探路者”着陆后也出了一点小小的故障,那是当探测车“漫游者号”从太空船中驶出的时候,被一个没有及时收回的气囊绊住了一个车轮,这使得它无法按原定计划走上火星进行探测。地面的科学家们立即指示“火星探路者”提起瓣状的外壳,用电马达尽量将气囊拉开。但没想到此时软件出了问题,“火星探路者”和“漫游者号”互相不识别通讯系统。地面控制人员立刻重新设定探测车的数据机。12小时后故障被彻底排除,“漫游者号”慢悠悠地开始了在火星上的漫游。

这次“火星探路者”号太空船在火星的着陆同时创下了三个第一的纪录:它是第一个没有围绕火星运行而直接在火星着陆的太空飞行器;它是第一个在超音速(时速1600公里)速度下使用降落伞的飞行器;它是第一个使用类似汽车使用的气囊作气垫,以减轻着陆时冲击的飞行器。

2.扑朔迷离的生命之谜

火星上到底有没有生命,这是人类一直在探究的一个重要谜团。当然,以火星现在的自然条件来看,生物存在的迹象是微乎其微,但是若干年、上亿年前呢?人们还是禁不住地要问。

1996年8月,科学家利用在南极发现的一块45亿年前的陨石所作的大量研究宣布:这块陨石中的气体成分与火星大气层的成分极其相似,因此可以确定它来自火星。科学家还透露,这块陨石内含有他们认为可能是微生物化石的证据,表明火星可能在36亿多年前曾存在过生命。这一宣布,曾在科学界引起反响,而今天,更多的科学家把他们对火星生命之谜的研究寄托在“火星探路者”传回的资料上。

根据“火星探路者”最近发回的照片,火星淡红色的地表上散布着大大小小的灰色岩石,还有高约500米的山丘,其景象是一派荒僻的壮观,无怪乎美国人大呼:除了没有仙人掌和灌木丛外,简直就是美国西部风光的再现。

对于火星上是否存在生命的问题,科学界至今看法不一。美国科学家分析,在太空船着陆的火星阿端斯平原数十亿年前曾发生过特大洪水,这本身就证明火星上曾经有过生命。英国科学界也认为,从目前传回的照片看,火星确实存在过生命,火星的地表条件有可能让微生物存活。但也有科学家并不过早地下结论,他们认为,单有洪流的存在并不能说明火星上有过生命,关键是要找到静止的水曾经存在的证据。迄今为止,在火星上的探测还没发现过哪里有水。因此有科学家推断:即使火星上有一些生物存在,它们也只能躲在地面深层以下。

当然,科学家们也一致认为,光靠照片研究火星地表还不能探寻出生命问题。他们希望美国能按计划在2005年将一个能够返回地球的太空飞船送上火星。届时,人们在地球上就能研究火星上的岩石和土壤样本,从而探测出火星命运改变的原因,并为防止地球发生类似的变化而提供一些有效的手段和建议。

3.打破火星未来的沉寂

探索宇宙的奥秘原本就是一项颇具挑战性的事业,何况是在高新技术层出不穷的今天。

今后,寂寞了许多世纪的火星将会频频接待来自地球的不速之客。继“火星探路者”之后,1997年9月,美国于1996年11月发射的“观察者号”进入火星轨道,开展预定的测量火星地形工作;1999年7月,日本发射了“行星B号”卫星,对火星展开全面探测,而美国则于1998年12月发射了“观察者1998年号”,对火星的大气层和土壤进行专门研究;时过一个月,美国按计划发射了“观察者1999号”。

进入21世纪,俄罗斯将首先发射登陆火星的太空船“火星2001号”,探索火星有无蓄水,并分析一些火星表面的矿物质,而美国的“观察者2001年号”则希望到火星有冰的南北极去采集样本;到2003年,美国还要发射一颗“观察者2003年号”,测试自火星携带回的土壤样本所需的技术,欧洲也将发射采取火星土壤样本的太空船;两年后,美国的“观察者2005年号”将把智能机(机器人)送上火星,采集土壤样本并带回地球进行研究。也许通过土壤样本与编号ALH84001的火星陨石进行比较,可以获得一些惊人的发现。2007年和2013年,美国也有再次探索火星的计划。如果这些探测火星的试验都能成功的话,那将有助于美国太空总署下决心把人送上火星进行实地考察,就像30多年前他们把阿波罗号载人飞船送到月球探测一样。