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人类探测火星之路:有多少探测器无功坠毁?

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这张由美国宇航局美国“洞察号”(InSight)火星无人着陆器传回的照片,呈现的是火星上的一个景色。“洞察号”于2018年11月26日着陆火星。

网易科技讯12月1日消息,据国外媒体报道,美国美国宇航局(NASA)的InSight登陆探测器通往火星的道路,在一定程度上可以说是由那些前辈登陆器的坠毁遗骸铺就的。这是一个很容易被忽视的事实,如果现在能够利用智能手机来观看登陆器着陆的现场直播,你会发现让一艘自动航天器降落在火星上仍然是一项极具挑战性的任务。

作为其火星计划的一组成部分,前苏联火星探测器2MV-3 No. 1于1962年11月4日发射,但是由于发射该探测器的火箭出现问题,该探测器在发射后从未脱离近地轨道。这次发射遭遇的失败,就像上个世纪60年代初美国和苏联实施的火星计划中一系列太空飞越和轨道飞行任务情形一样。一些在发射时就遭遇失败,一些则在发射后未能够进入预定轨道,还有一些则滞留在轨道上。可以说,距离完成探测任务,这些努力还只停留在最初始地点。

“火星2号”和“火星3号”

前苏联在1971年5月发射了“火星2号”(Mars 2)和“火星3号”(Mars 3)两个火星探测器,两者属于同一系列的探测器,都包括一个轨道飞行器和一个着陆器。着陆器都装载了自己的Prop-M火星车,它可以在火星表面移动,旨在对火星表面进行探测。Prop-M火星车拖出的一根很长的电缆线始终将该火星车与着陆器相连。

“火星2号” 于1971年5月19日发射升空,6个月之后即当年11月27日,着陆器与轨道飞行器轨道舱分离,随后使用大约4.5小时候到达火星。在着陆器以大约6千米/秒的速度进入火星大气层后,着陆系统出现故障,未按预定程序控制着陆器的降落。最终着陆器装配的减速伞没有被打开,着陆器坠落在火星北纬4°西经47°的地点。据前苏联科学家判断,导致“火星2”着陆器着陆失败的原因,可能是着陆器进入火星大气的角度过于倾斜。尽管“火星2”着陆器坠毁了,它仍然是第一个到达火星表面的人造物体。

“火星3号”于1971年5月19日发射升空,它距离“火星2”发射只有短短的9天时间。“火星3号”着陆器于当年12月安全着陆在火星上,成为成功登录火星表面的第一个人造物体。但是这次成功着陆带给前苏联科学家的喜悦时间是短暂的,着陆器的信息传输在大约20秒后停止了,它只发送回来一张看起来像火星地平线的不清晰的局部范围图像,就永远地与地球失去了通信联系。对此,没有人知道其中原因:是着陆器的电气或通信系统出了问题,或者所依赖的“火星3”轨道飞行器上的通信继电器出了问题?此外,宇宙尘埃大风暴中的电子活动也有可能对着陆器装载的电子设备产生破坏。

尽管“火星2号”着陆器着陆火星表面失败,但在1971年11月至次年3月期间,“火星2号”的轨道飞行器却传回了大量的数据。1972年8月22日,“火星2号”完成了它的使命。在前苏联实施的这次探测中,“火星2号”与“火星3号”共向地球传回60张图片。它们发回的图片和数据,让人类对火星表面的情况首次有了知晓,其中包括火星表面山峰的高度、大气层氢氧原子含量、地表巨大的温差、大气压水平、水蒸汽含量等。这些图片和数据为绘制火星表面立体图、研究火星重力和磁场提供了重要的信息。

“火星6号”和“火星7号”

“火星6号”和“火星7号”,是前苏联于1973年8月份发射的另一对同一系列火星探测器,两者也都是由一个轨道飞行器和一个着陆器组成。其中,“火星6号”于1973年8月5日发射,1974年3月12日,其着陆器在距火星表面4.8万公里(3万英里)的高度上与飞行器分离。飞行器飞越火星最近距离为约1600公里(990英里)。着陆器在通过火星上层大气层时,速度从每秒5600米缓慢地降至每秒600米。但是,它在穿过火星大气层时传送信息的时间只维持了224秒,在那之后就和地球失去了联系。由于设计缺陷,导致着陆器上的芯片存在故障,使得传送回来的大量数据无法使用。

“火星7号”于1973年8月9日发射,但在1974年3月9日从距离火星1300公里处掠过,因释放着陆器时间错误,着陆器未接触到火星,任务失败。由于这一错误,导致“火星7号”完全错过了火星,最终飞向了围绕太阳运行的轨道。

由于火星探测连连受挫,前苏联至此暂时中断了火星探测计划。

“火星极地着陆者号”

美国“海盗1号(Viking 1)和“海盗2号(Viking 2)登陆器在1975年登录成功,并且“火星探路者”(Pathfinder)和它的探测车Sojourner在1996年成功登录。

在一系列成功的着陆后,作为美国火星探测98计划(Mars Surveyor '98)的一个组成部份,NASA的“火星极地着陆者号”(Mars Polar Lander)在太空飞行接近一年之后,于1999年12月3日到达火星。但是它在登录之后从未发回信息。后来的分析认为,着陆器的引擎在该着陆器着陆过程中距离火星表面仍然很高的时候就停止了工作,导致着陆器过快而猛烈地撞击到火星表面的岩石而损坏。

不过,NASA的分析人士也不排除存在其它问题的可能性,比如微流星体的撞击可能损坏了着陆器的隔热层,或者重量变化或大气抖动而失去控制,或者因着陆地点的地形或其他情况出现的问题等。

在接近10年后,NASA的“凤凰号火星登录器”(Mars Phoenix)于2007年8月4日发射,在2008年5月25日成功在火星北极软着陆。该登录器完成了许多土壤和气候研究。2008年11月2日,由于电力不足,凤凰号与地面控制中心失去联系,但在失联之前,该登录器已经完成了预定的任务目标。(天门山)

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