「火星探路者」如何探索火星?
1877年,意大利天文学家席帕·雷(schipa Ray)用望远镜在火星上发现了许多细长的暗线和暗区。他称这些暗线为“水道”。有些人干脆用英语把“水道”翻译成“运河”,暗区变成“湖”有运河的地方,就有大规模的智慧生命活动。于是,一个世纪以来,关于火星人和火星人在这颗红色星球上生活的传说、猜测和探索不断出现。眼见为实,只有接近火星才能彻底解开这些谜团。20世纪50年代以后,人类开始用航天技术探索火星。
1957年,前苏联发射了第一颗人造地球卫星,让人们看到了在没有重力和大气层束缚的情况下登陆火星的希望。
1965年7月4日,美国人发射的水手4号与距离火星不到10000公里的地方擦肩而过。第一次近距离巡查,拍了21张照片。水手4号的勘测结果显示,火星的大气密度不到地球的1%。如果火星上存在生命,那么生存环境似乎比地球上要艰苦得多。
1969年2月和3月,水手6号和水手7号向火星进发,从距离火星3200公里的地方发回了200帧照片。照片的清晰度大大提高了,但运河仍然不见了。为了彻底摸清火星全貌,水手9号于10月197113日进入环绕火星轨道,成为首个环绕另一颗行星的人造天体。
然而,在水手9号前往火星的航程中,火星上发生了大规模的沙尘暴,持续了几个月,杀死了前苏联的两个火星探测器,火星2号和火星3号。他们投放在1971年、11.27和1.2年后的设备,工作20秒后,没有任何消息,只有半张灰色照片发回。
“水手9号”躲过了火星沙尘暴的灾难。1971年,65438+2月,它发回的第一张火星照片给了那些持“运河论”的人致命一击:火星上根本没有运河,人们看到的——如果真的看到,也不过是火星风形成的沙条,就像我们在沙漠中看到的一样。
让那些支持火星上有生命理论的人感到欣慰的是,水手9号在火星上发现了许多干涸的河床,其中一些河床长1.500公里,宽21.300公里,这证明火星上可能曾有液态水。只要有液态水,火星上就有生命的希望。
1976年7月和9月,“海盗1”和“海盗2”号探测器先后登陆火星。在那里,他们确定了火星的大气成分,分析了火星土壤样本,发布了第一份火星气象报告,并探测到了火星上的“地震”。海盗号关注火星上的生命痕迹,但结论并不明确。最后,美国国家科学院用标准的科学语言总结了这些实验:它降低了火星上存在生命的可能性。
1996年8月6日,美国国家航空航天局宣布,科学家从一块来自火星的陨石中发现了一种化学物质,可以证明火星上存在生命。有专家认为,这块来自火星的陨石ALH84001,年龄在40亿到45亿年之间,含有一些与生命现象相关的特殊化学物质。这在全世界范围内引起了轩然大波,各国学者纷纷议论纷纷,各抒己见。甚至诺贝尔奖获得者德德维也参加了这场世界性的辩论。他说:“仅仅从一块被认为可能来自火星的陨石中找到有机物并不能证明火星上曾有生命。”英国天文学家希尔甚至怀疑这块石头是否真的来自火星。他说:“只有当飞船在火星着陆取回样本并发现生命痕迹时,我们才能得出正确的结论。”中国科学家也参加了这次大讨论,有不同的看法。
火星上尼科尔森环形山中央山峰的透视图
1996 165438+10月,美国发射了“火星环球探索者”飞船。“火星环球探索者”于1997年9月进入火星轨道,这是人类成功送上火星的第一颗轨道器。
火星环球探勘者号将在环绕火星飞行时探索其地质特征,这可能有助于人们找到ALH84001陨石的地理起源。到达环绕火星的轨道需要10个月,将绘制火星地形图,分析火星大气成分,记录火星大气的变化,从而完成1992年发射的火星观测者未完成的任务。火星观察者号原定于1993年8月24日到达火星轨道,但在1993年8月24日突然与地面失去联系。
自从维京登陆火星以来,人类对火星的探索一直没有找到火星人等高等生物。
1996 65438+2月,美国发射了“火星探路者”号探测器。探路者的四个主要目的是:了解地形特征,选择人类登陆的火星探路者的登陆地点,观察火星上的变化,仔细探索生命的痕迹。
1997年7月4日,“火星探路者”号历时7个月,行程4?94亿公里,终于来到火星,并成功降落在火星阿瑞斯平原。这是自海盗号以来人类第一次向火星表面发送航天器,也是美国国家航空航天局一系列跨世纪火星轨道和着陆探索计划的开始。
“探路者”着陆的场景非常热闹,从这么高的地方掉下来对探测器的冲击力只有50克,真的很神奇。但是人们应该更加关注火星车。这个60 cm× 45 cm× 30 cm的小家伙包括1台电脑,70个传感器,5个激光测距仪,以及由三个摄像头组成的立体反射镜系统,前后轮有自动导航和独立转向系统,还有发动机,x光仪器和其他分析仪器。其精致可见一斑。它要踩在一定的斜坡上,穿越岩石和深沟,屏蔽火星土壤的强磁干扰。背对地球时,必须能独立使用X射线分析仪和测距仪。这一切都很难。为满足这些要求所做的工作是在飞船预算减少近1/4的情况下完成的。
“火星探路者”
扛着一辆小六轮跑车,叫“漫游者”。火星车在着陆后的第二天走下着陆器,开始研究选定的目标。在接下来的90天里,“火星探路者”发回了1?6万张照片。
火星探路者发回的1?在6万张照片中,科学家发现,数十亿年前,火星的阿瑞斯平原发生了大洪水,现在的火星可能和地球一样有晨雾,说明火星上有水,有水就可能有生命。“火星车”的研究结果证实,地球上一块编号为“ALH84001”的陨石可能来自火星,美国国家航空航天局科学家宣布在这块陨石中发现了原始生命的证据。
1998年春天,美国国家航空航天局提出了载人火星飞行计划。首先要研发一个能发射89的装置?有效载荷为5吨的运载火箭。这种火箭用于将载人火星飞船和其他设备发射到近地轨道,然后从低轨道上升到高轨道,再从高轨道飞向火星。从地球到低轨道有三次发射。计划于2011推出。载人火星飞船可搭载4人,飞往火星200天,在火星停留580天,返回地球190天,总飞行时间970天。
65438-0999,美国火星协会与加州理工学院合作,提出了更安全的载人火星飞行方案。根据这一计划,除了载人火星飞船,还应设计一种火星上升飞行器(MAV ),将人从火星表面发射到火星轨道。ERV被用来把人从火星轨道送回地球。火星表面的生活舱,供火星探险队在火星表面生活和工作。火星飞船可搭载5人,飞向火星134天,在火星表面停留570天,返回地球146天,总飞行时间850天。计划在2011实施。
5438年6月+2000年2月,俄罗斯提出了“火星载人轨道站”计划。所谓的“火星载人轨道站”实际上是一艘巨型载人火星飞船,重达400吨。它使用俄罗斯重型火箭将结构部件发射到近地轨道,一次发射4次,在近地轨道组装。飞船,6人,长600米,直径6米,到达火星表面的重量只有35吨。飞船飞向火星415天,在火星表面停留30天,返回地球285天,总飞行时间730天。计划2017推出。
火星探测是中国首次针对地外行星空间环境的探测活动。2007年4月,中俄两国总理会晤并签署了火星探测项目合作的相关文件。根据任务分工,中国火星探测器由上海航天局研制。
学习点
火星的大气层
正如地球的外层笼罩着大气层一样,火星周围的大气层也是如此。火星大气的主要成分是二氧化碳,其次是氮气和氩气,还有少量的氧气和水蒸气。火星大气密度很低,不到地球大气密度的1%,表面大气压约500 ~ 700 mPa。最近,研究人员发现火星大气中存在甲烷气体,研究人员怀疑甲烷来自火星上的微生物,从而开始了火星上是否存在生命的研究。