众里寻你半世纪只为心中那个火星梦

火星 · 2016-10-31 15:28:48

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核心提示前不久，美国宇航局宣布，火星勘测轨道器发现的季节性斜坡纹线，表明火星表面存在液态盐卤水，这个发现大大增加了火星存在生命的可能性。俄罗斯火箭之父齐奥尔科夫斯基曾经说过：“地球是人类的摇篮，但人不能永远生活在摇篮里。他们不断地向外探寻着生存的空间：起初是小心翼翼地穿出大气层，然后就是征服整个太阳系。”半个世纪以来，一些国家向这颗红色的星球发射了各种探测器，探寻人类一直幻想的火星上纵横交错的河流、郁郁葱葱的深蓝色植物，甚至还有火星人等。虽然，通过探测证明，火星上没有期待的那样美好，但为人类带来的科研价值依然巨大。

半世纪风雨半世纪成就截至目前，人类共向火星发射了43颗探测器，成功17.5次（2003年，欧空局发射的火星快车号探测器取得部分成功），失败25.5次。成功的探测器则为人类展现了奇异多姿的火星画卷，极大地丰富了人类对火星的认识。有生命的幻想被浇灭火星向来备受人类关注，19世纪以讹传讹出现的火星“运河”和进一步衍生的火星人传说，让人们对火星产生了大量的幻想，苏联人甚至写出了《火星女王》的科幻小说。人类曾对火星有太多误导性的幻想，而打碎这些误导的则是美国在1964年发射的水手四号探测器，它第一次抵近拍摄了火星，发现了类似月球陨石坑的地貌，火星大气压远远低于预期。第一个火星轨道器“水手九号”传回了7329张照片，这些照片覆盖了火星超过80%的表面，证明火星南北半球差异很大，它还拍摄了火卫一和火卫二的照片。“水手九号”的探测显示火星是一颗拥有稀薄大气、大风暴和极冠的冰冷行星。此外，火星上没有水，没有运河，更没有火星人，这些发现改变了人类对火星的认识：永别了，火星人。多次着陆成果斐然 地外行星的着陆是人类深空探测史上的丰碑，遗憾的是，虽然苏联在上世纪70年代发射的火星三号着陆器获得了人类最早成功着陆火星的殊荣，但只维持了14.5秒“生命”，它只发回了1张不完整的照片，而美国的两颗海盗号探测器的着陆器后来居上，取得了丰硕的成果。“海盗号”的首要目标是进一步寻找火星是否存在生命，并探测火星大气的结构和组成。1976年7月至9月，两颗海盗号探测器先后成功着陆火星，它们采集火星土壤进行了多次试验，没有发现任何火星生命存在的痕迹，甚至没有检测到有机物。不过，海盗号着陆器第一次拍摄到了火星表面的彩色全景图，人类第一次知道了火星的天空原来是浅红色的，而红色的火星表面及岩石，让人类情不自禁地想到了地球上的沙漠。另外，海盗号轨道器还拍摄了5万多张火星表面的照片。科研人员在这些照片中发现了类似地球干涸河床的结构，暗示火星在久远的过去可能存在大气，地表也存在液态水甚至江河湖海，那时火星甚至可能存在生命。水和生命的痕迹火星存在水吗？火星可能存在生命吗？这始终是火星探测的焦点。1997年，美国发射了第一辆火星车索杰纳号，虽然它仅有11公斤重，但却发回了数千张彩色图片，同时在对火星土壤岩石探测时，还发现火星历史上出现过大洪水，以及发现火星和地球岩石的成分相近，而这些发现则带来了更多的疑问。随后，美国陆续发射了火星勘测轨道器、凤凰号着陆器、勇气号和机遇号火星车以及最新的好奇号火星车，试图揭开火星的水与生命之谜。其中，“勇气号”成功地在玄武岩上进行钻孔并拍照，分析了火星的地质构造，还探测到了硅酸盐矿物的存在。“机遇号”同样为火星曾存在水提供了证据，它发现了赤铁矿和圆卵石。总之，上述两种探测器发现了火星过去存在过水，它们还第一次拍摄到火星云层和扑面而来的尘暴。此外，耗资25亿美元，在2011年11月26日发射的好奇号火星车在第二年成功着陆火星后，不仅在火星古河床发现了鹅卵石，证明存在古湖泊，还通过土壤样本的分析，发现即使在火星赤道附近，土壤中仍含有大约2%的水。“好奇号”还发现了有机物的存在，但无法确认其是火星本地生成，还是陨石带来的。它还发现火星上甲烷浓度的巨大波动，这很可能是火星仍存在微生物的证据，但甲烷未必是生命产生的。因此，科研人员至今都没有贸然宣布发现火星生命。人类探测火星半世纪我们孤独吗？这恐怕是人类最迷惑的宇宙问题之一了。在半个多世纪的追寻中，地球的邻居火星因带有大气、火山、沙漠、峡谷甚至极地而成为人们瞩目的星球。从上世纪60年代开始，人类开始探索火星，从寻找存在生命的证据，再到研究火星环境，一直没有停止过。美苏的火星竞赛人类早期的火星探测是航天竞赛的衍生品，美苏争先恐后地发射探测器，希望率先完成火星飞掠、撞击、环绕和软着陆的里程碑。苏联的火星探测完全可以用“起了个大早赶了个晚集”来概括：1960年10月10日苏联发射了第一颗火星探测器，但发射失败。又经过了两次失败后，1962年11月1日，苏联的火星一号探测器终于顺利进入奔火轨道，它计划在火星上空飞掠而过，但它在飞行途中就失去了通信联系。美国在竞赛中则后来居上，1964年发射了水手三号和水手四号火星探测器，其中水手四号成功地完成了火星飞掠，不仅发回了21张照片，而且还发现了火星的大气十分稀薄。火星后来成了苏联的“伤心地”，1964年发射的两颗Zond探测器先后失败，丧失了赶在美国之前飞掠火星的可能。1969年两颗重达4.85吨的火星环绕轨道器又先后发射失败，1971年苏联发射宇宙419号火星轨道器，试图抢在美国的水手探测器之前到达火星，但又一次失败。相反，美国在上世纪70年代孤注一掷发射了海盗一号和海盗二号两颗火星探测器。两颗海盗系列探测器取得了空前的成功，轨道器绘制了火星地图，着陆器则拍摄了第一张火星表面的彩色照片。新的热潮多国跟进上世纪70年代的航天竞赛之后，火星探测进入了低谷期，1988年苏联发射的福波斯一号和二号火星探测器任务也以失败告终。上世纪90年代，美国掀起了新一轮火星探测热潮，一直延续到今天。在这一轮火星探测中美国取得了辉煌的成就，但更大的亮点的是越来越多的国家参与进来，火星探测开始真正成为了全人类的事业。美国的新一轮火星探测更为全面，包括了火星轨道器、火星着陆器和火星车。美国1996年发射的火星环球勘测者探测器成功工作了10年，但俄罗斯就没那么幸运，同年发射的火星96探测器由一个巨大的轨道器、两个着陆器、两个钻地撞击器组成，着陆器还携带了火星车，该探测器因发射失败直接落入南太平洋。日本在1999年发射了希望号火星探测器，试图成为人类第三个探测火星的国家，但探测器最终没能进入火星轨道。受此打击后，直到今天，日本也没有重新启动新的火星探测计划。相比之下，欧洲则要幸运得多，2003年欧空局的火星快车成功发射并顺利进入了火星轨道，虽然它携带的试验着陆器“猎兔犬2号”着陆后失败，但火星快车轨道器非常成功，目前仍在火星轨道工作。新世纪以来，印度启动的曼加里安号火星探测器在2013年有惊无险地进入环绕火星轨道，使印度成为美国、苏联、欧洲之后第四个成功执行火星探测任务的国家。此外，部分中东国家也开始参与进来。2014年，阿联酋宣布了自己的火星计划。虽然中东存在动荡和战争，但阿拉伯世界作为一个古文明地区，仍然试图在科学领域为全人类做出贡献。2020年左右，阿联酋的火星探测器将发射升空，如果成功，标志着中东国家也将进入太空探索时代。四次模拟，只为人类移居新家园火星作为人类最有可能移民的星球，近年来关于为人类登上火星所做的各种模拟任务，更是不断出现。前不久，据外媒报道，夏威夷太空探索仿真模拟中心开始了第四次火星生活模拟任务，6位科学家将在冒纳罗亚火山顶一个与世隔绝、靠太阳能供电的圆顶舱里生活1年。他们的目标是为人类在火星生活做准备。同时也为美国宇航局计划于本世纪30年代派人登陆火星及其随后的生活提供技术借鉴。第一次模拟火星任务2013年5月，美国宇航局安排的在夏威夷太空探索仿真模拟中心由5名航天员第一次执行了模拟火星生活的任务。首批奔赴火星的航天员所需携带的物资包括汤、防臭内衣和机器人宠物等。此项研究是一项为期4个月的模拟任务，时间为2013年4月~8月。随着研究的进行，科研人员可以进一步了解哪些物资是首批奔赴火星的航天员需要携带的，哪些物资又是在火星之旅中用不着的。根据观察，在所需携带的食物中，专为太空飞行准备的卷心食品和蔬菜得分最高，肉类食品得分较低。另外，如果觉得生活孤独，5人任务组可以和机器人宠物嬉戏，消除内心的孤独感。引入机器人宠物旨在确定执行长期任务的航天员是否需要这样的玩伴相陪左右。毕竟，前往火星和返回地球之旅需要1年或者更长时间。第二次模拟火星任务2014年，由美国宇航局资助、夏威夷大学合作开展了第二次模拟火星生存实验任务。这次的模拟任务就是6位成员要在夏威夷模拟火星生存任务圆顶舱里生活4个月。执行第二次模拟火星生存任务的6名成员，从2014年3月28日起就一直生活在圆形太空舱的温室里，里面包括了1个健身室，厨房和睡觉的地方。大部分成员的任务是围绕着食物进行的，他们估测到达火星的时间和航天员们在太空载人飞船上大概都吃些什么。此外，为了加强身体锻炼，他们还经常穿着航天服离开圆顶温室舱踊跃地在场地外“健身”，并在莫纳罗亚休眠火山的北部斜坡探索和冒险。6名成员已在2014年7月25号“返回地球”。此后，他们还花些时间汇报了这段特殊的经历，为研究载人飞船前往火星提供了参照。第三次和第四次模拟火星任务2014年10月15日，又有6名科研人员住进模拟前往火星的飞船和火星基地的孤立圆顶舱中，开始了第三次实验任务。这次任务是模拟前往火星时与地球的通信条件，实验的目的是分析认知、社会和情感因素对飞往火星的航天员可能产生的影响。相对前两次实验来说，这次更接近载人飞船飞往火星和航天员登陆火星后的生活情况。圆顶舱的居住者之一是来自美国普渡大学的研究生乔斯林·邓恩，他表示，“如果你有一个良好的一天，那么一切都很好，你的旁边会有一些与你分享喜悦的朋友。然而，如果这天不顺利的话，那么在密闭空间里是非常难受的。由此可见，一个人的情绪好坏将对工作带来很大的影响。这次模拟火星生活的实验，历时8个月，直到今年6月15日6名科研人员才离开圆顶舱。今年8月，又有6位科研人员将在圆顶舱待上1年，是目前耗时最长的一次模拟太空旅行，也是第四次在夏威夷的模拟火星任务活动。由3男3女组成的专家团队将借此更好地了解与太空旅行有关的风险。(张雪松尹怀勤)

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