探路者號

著陸成功后，飛船打開外側的3個電池板，重10公斤的6輪“旅居者”號火星車緩緩駛離飛船，落到火星地表。其行進路線是預先確定好的，首先朝目標區西南部的一個長100公里、寬19.3公里橢圓形區域緩慢行進。在探測區，經對由古代洪水沖刷形成的一個488平方米的小島作詳盡觀察，科學家發現火星山谷平原暴發過多次洪水，並有眾多由水衝擊而來的圓形岩石，其中許多岩石沿同方向排列，表明它們受到同樣水流的衝擊。科學家推測當時洪水有數百公里寬，水流量為每秒100萬立方米。

1997年7月4日，美國“火星探路者號”探測器在火星著陸，當時數百萬美國電視觀眾坐在電視機前焦急地等待著“火星探路者號”從火星上傳回震驚世界的新發現。但令人遺憾的是，“火星探路者號”在火星著陸和“外來者號”漫遊車在火星上行駛的鏡頭雖已向觀眾播放，但另外一個震驚世界的場面並未向觀眾們播放。“外來者號”漫遊車上的攝影機鏡頭上清晰地出現了一艘酷似地球上的諾亞方舟的高大船體，它半埋在一片沙灘上。

美國航天局的科學家們立刻接到一道嚴格的命令：“在官方當局尚未決定向社會公眾發布這一令人絕對難以置信的震驚世界的新聞之前，必須守口如瓶!”

然而，美國航天局的一個工作人員卻把這張“火星諾亞方舟”的照片轉交給一位天文小組的負責人。這位天文學家認為：美國“火星探路者號”發回的“火星諾亞方舟”照片是昔日火星上曾發生巨大洪水、天然災害悲劇最有說服力的證明。這場大洪水給火星上的智慧生物帶來了巨大的災難。

1997年7月間，美國“火星探路者號”探測器在火星上登陸，並由“外來者號”火星漫遊車對火星的考察發現：火星的過去和地球一樣有空氣、河流、海洋，能維持生命的存在與發展。

如今火星是一片荒漠、空氣稀薄，沒有水，溫差極大，無法生存。火星上的智慧生物要麼離開，要麼到火星附近的星球上死去；要麼火星人依靠自己的智慧潛居於地下，建造地下獨立的生活圈。他們可利用太陽能、核能燃料等各種能源，建造地下的山川、河流、動植物生物莊園。

那裡完全可以綠樹成蔭、百花齊放，有城市和鄉村，這是一項十分巨大的工程，需要火星人數千年的精力。可想而知，如果確有火星人的存在，他們在航天技術、無線電技術、建築、光束、能源、環境生存等科技領域，將遠遠超過地球人類的水平。

美、俄兩國科學家們一致認為：火星變成一片荒漠，失去大氣層的過程是十分緩慢的，它是慢慢毀滅的，從一個有河流、有海洋、有四季氣候的行星變成一個冰冷的不毛之地。這就是說：如今發現的這些火星上的建築物是在數百萬年之前，火星

97年火星登陸器探路者(PathFinder)首次從4億公里以外的火星發回拍攝的移動機器人考察車Sojourner探測岩石、探路者自身、火星地面景色、岩石、日出照片以及全景照片讓全世界感到震驚。這次精神號登陸器拍攝的照片的解析度比PathFinder高出3倍。這些照片拉近了地球居民和火星的視覺距離。不僅使得地球人開了眼界，而且對於火星大氣、地貌和地質考察和研究具有重大科學價值。探路者和精神號所以能夠拍攝這些照片是靠它們的眼睛—由每秒鐘進行幾億次計算的數碼照相機、配套裝置和其他儀器構成的複雜的圖像處理系統。

一、1997年探路者登陸器的成像系統概述

探路者火星登陸器成像系統(IMP)是立體彩色成像系統。由Arizona大學月球和行星實驗室Peter Smith及其小組主持設計的。這個小組的成員來自德國Max Planck航空研究院的Martin Marietta航空航天研究組、德國Braunschweig大學以及丹麥Neils Bohr研究院。研製費用花費600萬美元。由於發射和落地產生極其強烈的震動，精細的接線和插頭不能鬆動和斷裂，要經受火星露天工作的狂風，所以抗震要求非常高，在1995年的50倍重力的震動測試中，3個馬達以及1個齒輪箱損壞。火星是灰塵嚴重的骯髒星球，為此研製了硅膠防塵裝置。具有防霜凍、霧氣和防腐蝕功能。IMP包括三個物理部件：

(1)照相機頭(兩台相距15厘米的KSC-96FC-1065)

包括立體光學裝置、濾鏡輪、CCD、機械裝置和步進馬達。濾鏡輪的作用為提供多光譜功能。包括12個地質學濾鏡(用於確定礦物的顏色，大氣[藍色濾鏡]，水蒸氣，立體觀察和大全景)，波段範圍從443納米到1003納米。濾鏡放置在轉輪中，轉輪包含波段範圍19-41納米的8個陽光濾鏡和1個宏濾鏡；

(2)帶有電纜的可以伸展的桿；

(3)插入登陸器內部集成的電子模塊插槽的電子卡(CCD數據卡、電源/馬達驅動卡以及介面卡)。

水平轉動和升降動作靠不僅馬達和齒輪完成完成。根據登陸器坐標水平方向提供+/-180。視野，垂直方向提供+83至-72。移 動範圍。可以在登陸器表面以上升高0.86米(火星表面以上1.5米)。

產生聚焦平面的CCD放置在兩條光學通道的焦距上，和一個小的印刷線路板連接，由短的柔性電纜連接到前置放大器電路板。CCD是像素解析度為23微米見方的前部光照幀傳輸陣列。圖像分為兩個正方形幀面，每一個構成立體視野(FOV)的一半，具有256X256激活單元。以256X512儲存在升降桿下方。IMP的聚焦平面和電子結構幾乎和採用512X512 CCD的Huygens下降探頭成像分光輻射度計完全一樣。立體成像器包括2個光學三件套件(有效焦距為23毫米，光圈為f/10-f/18，FOV為14.4度),間距150毫米(作立體觀察)雙摺鏡面，每一個光學通道上的12距濾鏡以及一個將圖像逐一置於CCD聚焦平面上的稜鏡。每一個通道入口融入的硅窗口防止灰塵進入。像素瞬間視野為1毫弧度(=1/1000弧度)。此外，單像管全景用於升降桿移 動前後產生的垂直顯示的成對立體圖像，基線大約80厘米。火星地面圖像的實質部分是由最多包含8個波段多光譜圖像構成。

IMP圖像使我們對火星的景象大飽眼福。同時也具有科學考察價值。例如可以用於大氣調查。氣體中的懸浮微粒的不透明性通過2個窄波段濾鏡定期對太陽成像測定。通過利用多個濾鏡觀察日出和日落以及晚上觀察火衛一可以獲得大氣中灰塵顆粒的特徵。通過相鄰的連續光譜中的水蒸氣吸收波段濾鏡的太陽成像可以測量水蒸氣含量。通過對周圍地形若干個高度拍攝風暴的圖像可以測量風速和風向。IMP圖像也可以用於火星磁場特性研究。在登附近附近的底板上放置了一組磁場強度不同的磁鐵。從拍攝的風颳起的灰塵的圖像可以測定磁顆粒的積累。這些積累的多光譜圖像可以用於鑒別可能的磁性礦物構成。IMP也可以拍攝動畫，圖7展示漫遊機器車旅居者(Sojourner)探測岩石過程的片段片段。

IMP包含的另外一項儀器是X線α質譜儀(APXS)，它是在俄羅斯94年和95年兩次失敗的火星探測攜帶的儀器，它由德國Max Planck研究院研製。其中的X像分光計由Chicago大學提供。這個儀器的重要作用是獲得火星上廣泛存在的灰塵的光譜，首次測定和分析了露出地面的岩層的岩石原始構成。能夠識別和測定化學元素以及數量。也測定了火星地表材料中除了氫以外所有的化學元素。關於探路者火星考察獲得的地質、大氣、化學和磁特性的研究成果已經在Science雜誌發表。