火星探路者

1996年11月升空的叫“火星全球勘探者”探測器，它將在環繞火星的軌道上飛行時勘探其地質特徵，這也許能幫助人們找到ALH84001隕石的地理淵源。它需經過10個月的旅行抵達繞火星飛行的軌道，將繪製火星地形圖、分析火星大氣成分和記錄火星天氣變化的情況，完成1992年升空的“火星觀察者”探測器未完成的任務。“火星面容者”探測器原定1993年8月24日到達火星軌道，但1993年8月21日突然與地面失去聯繫（有人戲稱它被火星人劫去）。

同年12月發射的探測器叫“火星探路者”，它將在1997年7月4日在火星上著陸，並開始仔細搜索這個星球的表面曾經存在生命的證據。“火星探路者”在火星上著陸后將放一個機器人（漫遊越野車）以收集火星表面樣品，為人類登上火星尋找理想的著陸地點，考察火星表面一條幹涸的河溝。“火星探路者”探測器將用德爾他-2火箭發射，它由軌道器和著陸器組成，重800千克，其中著陸器重264千克。當“火星探路者”進入火星軌道后，便繞火星運行。在運行到火星北緯19.5°、西經32.8°上空時，軌道器與著陸器分離，軌道器繼續繞火星飛行進行考察，而著陸器則以15-20°角度和6.3千米125千米高的稀薄大氣層后，速度降為250米/秒，這是火星大氣阻力所致。打開一張直徑7.3米的降落傘，使著陸器的速度降至35米/秒。著陸器上的雷達高度計在距表面1.5千米時（速度為60-75米/秒）開始工作，當測到著陸器距火星表面300米時，其所帶的氣囊充氣，以便著陸器軟著陸；當距火星表面50-70米時，著陸器上的反推固體火箭點火工作，進一步減速。最後，著陸器在氣囊的保護下落到火星表面。

著陸器的進入角（與火星表面的夾角）過平易從大氣層上反彈，過陡則難以提供足夠的時間完成全部進入、下降和著陸任務。氣囊可緩衝著陸器到火星表面時的衝擊。

著陸器擬在阿瑞斯穀穀口附近一條向外流的橢圓形河道處降落，之所以選擇這一著陸場是因為它離赤道近，陽光充足。另外，此處“海拔”低，能為降落傘減速和雷達高度表捕獲火星表面及測高爭取時間。落點誤差在100千米*25千米橢圓範圍內。

著陸器是一個錐形四面體，觸地時四個表面的氣囊能吸收相當於3米/秒垂直速度和50米/秒水平速度下落時的衝擊能量，使落地時的衝擊力小於50克著陸后，不管著地的姿態怎樣，著陸器3個側面的三解開“花瓣”自動展開，露出著陸器內的各種裝置和安裝在一側“花瓣”內表面的微型漫遊越野車（因為是自動行走，用於搜集火星原始微生物和原始微生物的化石，所以也被人泛稱為機器人）。這種設計能確保著陸器擺正位置。“花瓣”展開后的外露表面上還貼有砷化鎵太陽能電池片。關於叫做旅居者的微型漫遊越野車有不同說法，有報道說它是一種長0.66米，寬0.48米，高0.30米，重11.5千米的6輪車，也有報道說它是長、寬、高各為0.60米、0.46米、0.18米，重7.5千克的6輪車。其主要任務是勘探。它將在到達火星表面后的頭7天內在著陸器的四周完成工程和科學的基本使命。此後將到離著陸器更遠的位置去執行範圍更廣的任務（在離著陸器200米的半徑內活動）。

在越野車從著陸器開出后，著陸器便是一個自動操作的儀器工作站。它探測地個地區不同成分的岩石和土壤，該使命原計劃30天，后延長為1年，以搜集因季節變化而不同的火星資料。其上裝有火星探路者成像儀（IMP）、α質子X射線頻譜議、大氣結構和氣象實驗裝置（AST/MET）等，通過17瓦固態放大器和X波段的低增益天線及雙軸高增益天線（HGA）通信聯絡，數據傳輸速率為700比特/秒。通信設備用100瓦太陽電池和銀鋅蓄電池供電。特別要指出的是，著陸器上的IMP是一個立體望遠鏡系統，它裝在一根可升降的桿上（能升到著陸器之上0.85米外），帶有方位和高低驅動機構，能看到整個著陸器和附近的火星表面。麵包箱大小的越野車上也裝有α質子X射線頻譜儀（APXS）和前視、后視照相機等，用鞭狀天線與自動操作的工作儀器站無線電通信，用車頂上的太陽能電池和蓄電池可供電17-30天。它與儀器工作站最大通信距離為500米，而這一距離越野車要走幾周才能到達。

該車有長輪距、大扭矩的特點，能靈活爬上高15厘米的岩石，速度為1米/分鐘。它裝有一部自主式導航系統和使車體可以就地轉彎的獨立操縱的前後輪。它將使科學家首次有機會用設備在火星著陸場區附近漫遊，這對評價火星地殼構成很有用，能發現各式各樣的地殼岩石。其上的圖像顯示器與儀器站上的IMP共同研究火星表層與大氣之間的相互作用，APXS用於確定火星表面物質中除氧、氦元素以外的物質構成，它裝在越野車底盤上，能以各種角度和高度探測火星表面的土壤和岩石，然後通過X粒子與物質的3種相互作用關係分析探測。著陸器所獲數據將通過軌道器中繼續傳到地球。科學家將根據傳回的圖像數據選一些岩石以便2005年運回。

火星探路者於1997年07月04日在火星表面著陸。它攜帶的索傑納號火星車，是人類送往火星的第一部火星車。1997年7月4日，攜帶火星探路者的飛船進入火星大氣層，由降落傘帶著以每小時88.5公里的速度飄向火星表面，並在著陸前數秒鐘打開9個巨大的保護氣囊。17時07分火星探路者在火星降落，在密封氣囊的保護下，經過一番彈跳翻滾之後，在火星表面停了下來。

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。

火星探路者號工作原理；本身攜帶太陽能板，利用太陽能，驅動發動機等。利用無線電遙控傳遞信息，與地面保持聯繫，並按照地面操作進行活動。鳳凰號火星探測器於美國東部時間2008年5月25日19時53分(北京時間5月26日7時53分)，在火星北極成功著陸。相當於地球位置的加拿大北部。

“鳳凰”號於2007年8月從美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射，經過4.22億英里的長途跋涉才來到火星。按計劃，鳳凰號將在火星實施為期90天的探測任務，以對這個紅色星球之前尚未探測過的北極地區展開勘測，據認為此處可能有大量冰藏在地表下面。“鳳凰”號缺乏探測外星生命跡象的工具，不過，它將研究冰是否融化過，尋找北極永凍土中有機化合物的蹤跡，以確定生命是否曾經在此出現過。

“鳳凰”號的著陸地點設在緯度同地球格陵蘭或阿拉斯加州北部相當的廣闊淺谷。與利用安全氣囊反彈到降落地點的姊妹火星漫遊者“勇氣”號和“機遇”號不同，這顆著陸器是利用反衝火箭下降，能更加準確地降落在預定地點。這種推進降落方法也更適用於更加沉重的飛船降落，美國宇航局需要利用這種方法支持可能的人類火星探索。據稱，“鳳凰”號在火星表面著陸的成功率並不高。從歷史上來看，55%嘗試著在火星表面降落的努力都以失敗而告終，而“鳳凰”號利用的著陸方法已經有32年沒有嘗試過。

成功著陸后，重約772磅(約合350公斤)的“鳳凰”號將在原地等候15分鐘，待著陸掀起的塵埃物質落定，它將展開太陽能電池板，升起氣象天線桿，將周圍環境的第一批照片傳回地面。在接下來的幾個火星日，“鳳凰”號將檢查機載儀器，伸展機械臂鏟起第一堆火星土壤樣本。一個火星日約比地球上的一天長40分鐘。在度過第10個火星日之前，“鳳凰”號將進入“挖掘”階段，每天有兩小時用來挖土壤，這個階段預計將佔據此次任務的絕大部分時間。

“鳳凰”號的設計壽命為90天，儘管科學家表示，“鳳凰”號的使用壽命可能會延長一個月左右，在晚夏或初秋繼續看到它的身影，不過它在火星上探測的時間絕對不會有“勇氣”號和“機遇”號那麼長。這是因為“鳳凰”號上的太陽能電池板不能產生足夠多的能量，令其安然度過火星冬天。阿韋德森說：“它的三隻腳會深深嵌入地下，上面沾滿乾冰，太陽又會在地平線以下。”言下之意，“鳳凰”號不能通過太陽能電池板獲取大量能量。

2003年6月10日，勇氣號發射成功；同月25日，機遇號發射成功。2004年美國東部標準時間1月3日和24日（北京時間各晚一天）分別登上火星。

美國宇航局專家們說，“勇氣”號如能不辱使命，那將標誌著人類發射的星際探測器自動化程度提升到了前所未有的水平。它有自己的大腦、頸、頭、眼睛、手臂，甚至還掌握著與人類地質學家所用工具類似的放大鏡和鎚子。

“勇氣”號長1．6米、寬2．3米、高1．5米，重174千克。它的“大腦”是一台每秒能執行約2000萬條指令的計算機，不過與人類大腦位置不同，計算機在火星車身體內部。

從它登陸那時起，火星車探測項目首席科學家史蒂夫·斯奎爾斯就警告說，它的時間不多了。根據斯奎爾斯的說法，說不定什麼時候，火星車的電腦系統就會崩潰，或者電路出現故障，那時火星車就會“壽終正寢”。

然而到2006年10月26日，兩輛火星車卻仍然都在工作，尤其“勇氣”號壽命已經達到1000個火星日。“這很了不起，”探測項目成像專家賈斯廷·梅基說，“‘勇氣’號火星車基本還算健康，尤其是考慮它年紀已經這麼大。”

打坐拍出好照片實際上，“勇氣”號已經有約200天沒有挪地方，它現在南半球的山地，那裡現在是冬季，太陽在地平線附近，位置很低，而太陽能電池板需要太陽幾乎垂直照射才能有效採集能量，因此能量採集不足。

所謂“頸”和“頭”是火星車上伸出的一個桅杆式結構，距火星車輪子底部高度約為1．4米，上面裝有一對可拍攝火星表面彩色照片的全景照相機作為“眼睛”。兩台相機高度與人眼高度差不多，有了它們，火星車能像站在火星表面的人一樣環視四周。

當“勇氣”號發現值得探測的目標，它會以6個輪子當腿，運動至目標面前，然後伸“手”進行考察。火星車的“手臂”具有與人肩、肘和腕關節類似的結構，能夠靈活地伸展、彎曲和轉動。上面帶有多種工具。

工具之一是顯微鏡成像儀，能像地質學家手中的放大鏡一樣，以幾百微米的超近距離對火星岩石紋理進行審視。另外還有穆斯鮑爾分光計和阿爾法粒子X射線分光計，可以用來進一步分析岩石構成。還有一個相當於地質學家常用的小鎚子的工具，能在火星岩石上打出直徑45毫米、深約5毫米的洞，為研究岩石內部提供方便。“勇氣”號依靠餐桌大小的太陽能電池板獲得能源，在理想情況下每天最多可在火星上漫步20米，它的觀測預計持續90個火星日（相當於地球上的92天）。

這台火星車科學儀器的負責人、美國康奈爾大學科學家斯奎爾斯認為，“勇氣”號將是迄今人類遣往其他行星上第一個可以移動的、自動化的大型實驗室。他說：我認為這是人類在火星探測方面向前邁出的一大步。

美國航宇局1月10日宣布，勇氣號已首次測量了火星上的溫度。負責分析數據的一位科學家說，火星上的岩石溫度要比由細小顆粒構成的物體溫度低。那裡目前白天最高溫度約為5攝氏度，最低溫度約為零下15度。

1977年8月20日和9月5日，美國先後發射了2號和1號探測器，這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行。擔負探測太陽系外圍行星的任務。旅行者號沒有經過火星。還有機遇號2004年一月“奧德賽”火星探測器等。

1992年9月25日，美國用大力神3型火箭發射成功一個火星觀察者號探測器。它重2.5噸。攜帶7部儀器。預計11個月飛行7.2億千米后，到達距火星表面378千米的近極軌道，對火星進行長達687天的觀測考察，繪製整個火星表面圖，預告火星天候，測量火星各種數據，進一步揭示火星上有無處於原始階段的生命現象，為未來人類居火星號探測器突然與地面失去聯繫，不再發回信息。這次探測令人失望地夭折了。

根據30多年來人類對火星的探測，科學家已基本肯定火星是一個沒有高級生命的世界，流傳甚廣的“火星人”是根本不存在的。但是火星上有沒有與地球不同的其他形式的生命，或者曾經存在過有智慧的高級生物，則還是一個深奧的難解之題。解開這個難題還需人類不懈的努力。

“火星探路者”計劃從提出到發射僅用了3年零2個月，費用不到1.5億美元（不包括發射費），體現了“更快、更好、更省”這一建造航天探測器的新思路。

此後，還將發射數個“火星探路者”探測器，它們將組成“火星環境調查網”，用來全面觀測火星上的氣候變化和地質結構。到2005年，美國將用一飛船把其中的一個漫遊越野車採集的火星樣本帶回地球。

1998年，美國還將發射“火星全球勘探者-2”號探測器。它將在火星南極表面著陸，載有俄羅斯的著陸器和土壤探測器，這將是美俄“火星共同計劃”的開始。該探測器將用機械手在火星表面上挖出一條深溝，以測量火星土壤的硬度和尋找水源。

所獲數據由探測器攜帶的一台法國無線電收發機傳回地壞。其上的兩架廣角照相機將通過攝製整個星球的季節變化情況提供火星的大幅照片，另一架高解析度照相機用於提供選定著陸區域的更為詳細的照片。

除了對火星自然環境探測外，科學家還擬在火星上尋找生命的蹤跡。至今，仍沒有發現火星上有生命的跡象。被稱為來自火星ALH84001隕石不能說明火星上有生命存在過，如有生命存在，它應深進而在地下，或有溫泉的地方。若真有原始生物在火星上進化過，可能會在古老的河床或溫泉處找到進化的蹤跡。因此。這些地方將是探測的熱點目標。

同年12月發射的探測器叫“火星探路者”，它將在1997年7月4日在火星上著陸，並開始仔細搜索這個星球的表面曾經存在生命的證據。“火星探路者”在火星上著陸后將放一個機器人（漫遊越野車）以收集火星表面樣品，為人類登上火星尋找理想的著陸地點，考察火星表面一條幹涸的河溝。“火星探路者”探測器將用德爾他-2火箭發射，它由軌道器和著陸器組成，重800千克，其中著陸器重264千克。當“火星探路者”進入火星軌道后，便繞火星運行。在運行到火星北緯19.5°、西經32.8°上空時，軌道器與著陸器分離，軌道器繼續繞火星飛行進行考察，而著陸器則以15-20°角度和6.3千米125千米高的稀薄大氣層后，速度降為250米/秒，這是火星大氣阻力所致。打開一張直徑7.3米的降落傘，使著陸器的速度降至35米/秒。著陸器上的雷達高度計在距表面1.5千米時（速度為60-75米/秒）開始工作，當測到著陸器距火星表面300米時，其所帶的氣囊充氣，以便著陸器軟著陸；當距火星表面50-70米時，著陸器上的反推固體火箭點火工作，進一步減速。最後，著陸器在氣囊的保護下落到火星表面。

著陸器擬在阿瑞斯穀穀口附近一條向外流的橢圓形河道處降落，之所以選擇這一著陸場是因為它離赤道近，陽光充足。另外，此處“海拔”低，能為降落傘減速和雷達高度表捕獲火星表面及測高爭取時間。落點誤差在100千米*25千米橢圓範圍內。

著陸器是一個錐形四面體，觸地時四個表面的氣囊能吸收相當於3米/秒垂直速度和50米/秒水平速度下落時的衝擊能量，使落地時的衝擊力小於50克著陸后，不管著地的姿態怎樣，著陸器3個側面的三解開“花瓣”自動展開，露出著陸器內的各種裝置和安裝在一側“花瓣”內表面的微型漫遊越野車（因為是自動行走，用於搜集火星原始微生物和原始微生物的化石，所以也被人泛稱為機器人）。這種設計能確保著陸器擺正位置。“花瓣”展開后的外露表面上還貼有砷化鎵太陽能電池片。關於叫做旅居者的微型漫遊越野車有不同說法，有報道說它是一種長0.66米，寬0.48米，高0.30米，重11.5千克的6輪車，也有報道說它是長、寬、高各為0.60米、0.46米、0.18米，重7.5千克的6輪車。其主要任務是勘探。它將在到達火星表面后的頭7天內在著陸器的四周完成工程和科學的基本使命。此後將到離著陸器更遠的位置去執行範圍更廣的任務（在離著陸器200米的半徑內活動）。

在越野車從著陸器開出后，著陸器便是一個自動操作的儀器工作站。它探測地個地區不同成分的岩石和土壤，該使命原計劃30天，后延長為1年，以搜集因季節變化而不同的火星資料。其上裝有火星探路者成像儀（IMP）、α質子X射線頻譜議、大氣結構和氣象實驗裝置（AST/MET）等，通過17瓦固態放大器和X波段的低增益天線及雙軸高增益天線（HGA）通信聯絡，數據傳輸速率為700比特/秒。通信設備用100瓦太陽電池和銀鋅蓄電池供電。特別要指出的是，著陸器上的IMP是一個立體望遠鏡系統，它裝在一根可升降的桿上（能升到著陸器之上0.85米外），帶有方位和高低驅動機構，能看到整個著陸器和附近的火星表面。麵包箱大小的越野車上也裝有α質子X射線頻譜儀（APXS）和前視、后視照相機等，用鞭狀天線與自動操作的工作儀器站無線電通信，用車頂上的太陽能電池和蓄電池可供電17-30天。它與儀器工作站最大通信距離為500米，而這一距離越野車要走幾周才能到達。

1998年，美國還將發射“火星全球勘探者-2”號探測器。它將在火星南極表面著陸，載有俄羅斯的著陸器和土壤探測器，這將是美俄“火星共同計劃”的開始。該探測器將用機械手在火星表面上挖出一條深溝，以測量火星土壤的硬度和尋找水源。

所獲數據由探測器攜帶的一台法國無線電收發機傳回地壞。其上的兩架廣角照相機將通過攝製整個星球的季節變化情況提供火星的大幅照片，另一架高解析度照相機用於提供選定著陸區域的更為詳細的照片。

除了對火星自然環境探測外，科學家還擬在火星上尋找生命的蹤跡。至今，仍沒有發現火星上有生命的跡象。被稱為來自火星ALH84001隕石不能說明火星上有生命存在過，如有生命存在，它應深進而在地下，或有溫泉的地方。若真有原始生物在火星上進化過，可能會在古老的河床或溫泉處找到進化的蹤跡。因此。這些地方將是探測的熱點目標。

“探路者”創下三個第一

“火星探路者”號太空船是美國宇航局花費了1.25億美元完成的一項傑作，科學家們的巧妙設計使它能夠像子彈一樣射出，以2.8萬公里的時速穿過太空，然後以14.2度傾角進入火星大氣層。傾角的精度要求很嚴，因為角度過大會造成激烈摩擦導致太空船焚毀，而角度過小則會使太空船掠過大氣層飛離火星。1996年12月4日，“火星探路者”離開地球向著火星挺進，經過213天的衝刺，最後以26460公里的時速向火星疾沖而下。美國科學家為太空船精心選擇的著陸地點是一片長200公里、寬70公里的乾涸河床，那裡地勢平坦，適合秒速僅1厘米的六輪探測車到處走動。同時，這裡的風力也較弱，可以避免塵粒干擾傳回地球的圖像。在衝到距火星地面10公里左右的高度時，“火星探路者”的感應器啟動了一具碩大的降落傘，它以比地心引力大20倍的阻力使太空船在一分鐘內時速驟減到1610公里至1285公里。此時，距著陸還有100秒，多枚小火箭反向點燃，使得沖速更加緩和。緊接著，隔熱罩張開，以免太空船前端過熱。著陸前8秒，太空船距火星只有1.7公里，24個直徑約1米的氣囊迅速膨脹，緊緊地護住了高0.9米、重800多公斤的“火星探路者”。4秒鐘后，太空船降到離火星40米的高度，數枚自動點燃的反向制動火箭切斷了降落傘，太空船以40公里的時速沖向火星地面。此時，氣囊起了很好的緩衝作用，太空船在地上彈跳了十多米，而後，又彈跳了十多次才完全停穩。15分鐘后，氣囊排氣收縮完畢，“火星探路者”張開三片六角形太陽能板，伸出並啟動天線、攝影機、天氣感測器和其它儀器。太空船著陸的時候，火星上正是黑夜，到處一片漆黑。3個小時后，太陽升起，太空船開始利用太陽能發電，陸續向地面發回了一系列重要信息。晚上8時，地球上的科學家們收到了“火星探路者”發回的郵票般大小的第一張黑白照片，稍後，彩色照片也開始一張張傳回地面接收站。

可見近距離許多黑色的鵝卵石及遠處起伏崎嶇的山丘，天空則是一片淡紅。此次，太空船上一架3D攝影機完整地拍攝了周圍360度的景象，所有的照片都顯示出火星是一片貧瘠的荒漠。根據計劃，“火星探路者”在登陸后將連續工作一個月，其目的主要是研究火星地表地質的形成和結構，探測火星岩石成分與礦物特徵，報告氣候與大氣狀態。

屆時它會傳回大量降落點的照片及火星成分和大氣層的數據。探測車“漫遊者號”則由科學家在地球遙控，在太空船四周一個足球場大的範圍內移動，工作目標是為火星地表的有趣岩石拍攝並分析其化學成分。“漫遊者號”可以攀爬30度的斜坡，越過高約20厘米的石塊，並可偵測出過度傾斜高地並在翻車前停駛，它的工作期限是一周。當然，“火星探路者”著陸后也出了一點小小的故障，那是當探測車“漫遊者號”從太空船中駛出的時候，被一個沒有及時收回的氣囊絆住了一個車輪，這使得它無法按原定計劃走上火星探測。地面的科學家們立即指示“火星探路者”提起瓣狀的外殼，用電馬達盡量將氣囊拉開。但沒想到此時軟體出了問題，“火星探路者”和“漫遊者號”互不識別通訊系統。地面控制人員立刻重新設定探測車的數據機。12小時后故障被徹底排除，“漫遊者號”慢悠悠地開始了在火星上的漫遊。這次“火星探路者”號太空船在火星的著陸同時創下了三個第一的紀錄：它是第一個沒有圍繞火星運行而直接在火星著陸的太空飛行器；它是第一個在超音速(時速1600公里)速度下使用降落傘的飛行器；它是第一個使用類似汽車使用的氣囊做氣墊，以減輕著陸時衝擊的飛行器。

“火星和地球最相似的姊妹星”

在太陽系的八大行星中，沒有任何其它行星比火星和地球更為相像了。按照八大行星距太陽由近至遠的排列次序，地球排在第三，而火星排在第四，因此，它們可以說是名副其實的姊妹星。火星的體積只有地球的一半，平均直徑為6787公里，而它的地心引力也僅是地球的38%。和地球一樣，火星也是自轉和公轉。它自轉一周僅比地球多37分鐘，即需要24小時37分；但其公轉的時間卻比地球長得多，需要687天，這是由於它的近日點比地球還要遠5600萬公里的緣故。火星有兩個衛星，一個名叫佛伯斯，另一個叫戴摩斯，這兩個名字都取自古希臘神話中戰神兒子的名字，意為畏懼和恐怖。因此，可以肯定，火星衛星的名字也一定是由地球人給取的。火星是一個呈紅色的星球。人們從地球上遙望星空，除了地球的衛星月球和金星以外，可以看到第三個亮的物體就是火星。根據人類對火星的探測，已知火星上有遼闊的平原和高聳的死火山，還有古代河流侵蝕留下的乾涸河床。但火星上的大氣密度只有地球的10%，其中95.3%為碳氣，2.7%為氮氣，1.6%為氬氣，另外還有少量的氧氣、氧化碳和水蒸氣，因此不適合人類居住。火星上的日溫差很大，白天一般為22攝氏度，但到了晚上就降到零下73攝氏度，在遇有低層大氣天氣時經常會颳起時速200公里的大風，很難為一般生物所適應。火星的大氣層中沒有熱力，因此地面有如冰窖；火星的外面也沒有臭氧層，因此它無法擋住太陽紫外線的強烈照射。

1997年7月4日是美國獨立紀念日。在美國加利福尼亞州的帕薩迪納噴氣推進實驗室，數十名科學家焦急而激動地等在電腦顯示屏前。按照計劃，今天該是“火星探路者”號太空船在火星上著陸的日子。科學家們已經在忐忑不安中等待了整整一個早上，但直到正午，也沒有得到“火星探路者”號登陸的信息。下午1時零7分(北京時間7月5日凌晨1時零7分)，實驗室收到了微弱的太空船著陸成功的信號，科學家們激動不已。他們歡呼雀躍著向全世界宣布：在經過了7個月的49700萬公里的漫長航行之後，“火星探路者”終於在荒涼而壯觀的火星上著陸了。這是相距21年後再次有飛船登上這個陌生的紅色星球，同時也標誌人類探索火星的科研活動進入了一個新紀元。

人類對火星的興趣早在17世紀初葉就開始了，那時候，一些科學觀測家就想方設法計算出火星一天的長度。作家威爾斯最早以文學家的眼光察覺到人類對火星的痴迷，於99年前創作了小說《世界大戰》。在書中，他首次對想象中的火星人相貌做了描述。以後，那些小綠人多次成為好萊塢捕捉創作靈感的啟迪。火星的運行軌道是每兩年和地球有一點，但就是這段距離，乘宇宙飛船也要飛行二百多天才能到達。人類並沒有因為這段漫長的航程而減少對火星的興趣，從本世紀60年代以來發達國家一直尋求著探索火星之謎的途徑。1962年，前蘇聯發射的“火星1號”探測器首先對火星進行了探測。它在飛離地球1億公里時與地面失去了聯繫，從此下落不明。但作為人類發射的第一個火星探測器，它被公認為人類火星之旅的開端。1971年5月，前蘇聯又發射了一系列火星探測器，其中“火星2號”6個月後投下的探測儀器毀於火星表面；“火星3號”登陸艙雖然12月在火星上實現了軟著陸，但僅送回22秒鐘的信號就永遠停止了工作。繼前蘇聯之後，美國也先後發射了“水手號”系列和“海盜號”系列，對火星進行了探測拍攝。1965年7月15日，“水手4號”從距離火星1萬公里處拍攝了21幅照片，發現火星上既沒有熔化的鐵核也沒有磁場，只是在表面有許多像月球表面那樣的環形山。1969年，“水手5號”和“水手6號”再次掠過火星。這次，它們拍攝的二百多幅照片表明，火星表面溫度要比預想的低得多，水蒸氣更是少得令人難以相信。1971年，“水手9號”飛船進入火星軌道，成為火星的第一顆人造衛星。它成功地拍攝了火星的全貌，確認火星上並沒有河流，其一半多山，而另一半則比較平坦。1976年7月和8月，美國的“海盜1號”和“海盜2號”的著陸器相繼成功登陸火星，並在那裡工作了好幾年。它們分析了火星的土壤，測量了風速、氣壓和溫度，並確定了火星的大氣成份，傳回不少關於火星大氣層表面的資料，但沒有發現火星上有生命存在過的痕迹。最近幾年，美國和俄羅斯幾次向火星發射衛星，雖然都無一例外地遭到了失敗，但人類探索火星奧秘的勁頭卻是有增無減。

火星上到底有沒有生命，這是人類一直要探究的一個重要謎團。當然，以火星現在的自然條件來看，生物存在的跡象是微乎其微，但是若干年、上億年前呢？人們還是禁不住地要問。1996年8月，科學家利用在南極發現的一塊45億年前的隕石所做的大量研究宣布：這塊隕石中的氣體成份與火星大氣層的成份極其相似，因此可以確定它來自火星。科學家還透露，這塊隕石內含有他們認為可能是微生物化石的證據，表明火星可能在36億多年前曾存在生命。這一宣布，曾在科學界引起反響，而今天，更多的科學家把他們對火星生命之謎的研究寄托在“火星探路者”傳回的資料上。根據“火星探路者”發回的照片，火星淡紅色的地表上散布著大大小小的灰色岩石，還有高約500米的山丘，其景象是一派荒僻的壯觀，無怪乎美國人大呼：除了沒有仙人掌和灌木叢外，簡直就是美國西部風光的再現。對於火星上是否存在生命的問題，科學界至今看法不一。美國科學家分析，在太空船著陸的火星阿端斯平原數十億年前曾發生過特大洪水，這本身就證明火星上曾經有過生命。英國科學界也認為，從如今傳回的照片看，火星確實存在過生命，火星的地表條件有可能讓微生物存活。但也有科學家並不過早地下結論，他們認為，單有洪流的存在並不能說明火星上有過生命，關鍵是要找到靜止的水曾經存在的證據。迄今為止，在火星上的探測還沒發現過哪裡有水。因此有科學家推斷：即使火星上有一些生物存在，它們也只能躲在地面深層以下。當然，科學家們也一致認為，光靠照片研究火星地表還不能探尋出生命問題。他們希望美國能按計劃在2005年將一個能夠返回地球的太空飛船送上火星。屆時，人們在地球上就能研究火星上的岩石和土壤樣本，從而探測出火星命運改變的原因，並為防止地球發生類似的變化而提供一些有效的手段和建議。

探索宇宙之奧秘原本就是一項頗具挑戰性的事業，何況是在高新技術層出不窮的今天。今後，寂寞了許多世紀的火星將會頻頻接待來自地球的不速之客。繼“火星探路者”之後，1997年9月，美國於1996年11月發射的“觀察者號”進入火星軌道，開展預定的測量火星地形工作；日本計劃在7月發射“行星B號”衛星，對火星展開全面探測，而美國則定於12月發射“觀察者1998年號”，對火星的大氣層和土壤進行專門研究；時過一個月，美國將按計劃再發射“觀察者1999”。進入21世紀，俄羅斯將首先發射登陸火星的太空船“火星2001號”，探索火星有無蓄水，並分析一些火星表面的礦物質，而美國的“觀察者2001年號”則希望到火星有冰的南北極去採集樣本；到2003年，美國還要發射一顆“觀察者2003年號”，測試自火星攜帶回的土壤樣本所需的技術，歐洲也將發射採取火星土壤樣本的太空船；兩年後，美國的“觀察者2005年號”將把智能機(機器人)送上火星，採集土壤樣本並帶回地球進行研究。也許通過土壤樣本與編號ALH84001的火星隕石進行比較，可以獲得一些驚人的發現。2007年和2013年，美國也有再次探索火星的計劃。如果這些探測火星的試驗都能成功的話，那將有助於美國太空總署下決心把人送上火星進行實地考察，就像30年前他們把阿波羅號載人飛船送到月球探測一樣。

鳳凰號

發射時間

“鳳凰”號於2007年8月從美國佛羅里達州卡納維拉爾角發射，經過4.22億英里的長途跋涉才來到火星。按計劃，鳳凰號將在火星實施為期90天的探測任務，以對這個紅色星球之前尚未探測過的北極地區展開勘測，據認為此處可能有大量冰藏在地表下面。“鳳凰”號缺乏探測外星生命跡象的工具，不過，它將研究冰是否融化過，尋找北極永凍土中有機化合物的蹤跡，以確定生命是否曾經在此出現過。

著陸地點

“鳳凰”號的著陸地點設在緯度同地球格陵蘭或阿拉斯加州北部相當的廣闊淺谷。與利用安全氣囊反彈到降落地點的姊妹火星漫遊者“勇氣”號和“機遇”號不同，這顆著陸器是利用反衝火箭下降，能更加準確地降落在預定地點。這種推進降落方法也更適用於更加沉重的飛船降落，美國宇航局需要利用這種方法支持可能的人類火星探索。據稱，“鳳凰”號在火星表面著陸的成功率並不高。從歷史上來看，55%嘗試著在火星表面降落的努力都以失敗而告終，而“鳳凰”號利用的著陸方法已經有32年沒有嘗試過。

成功著陸后，重約772磅(約合350公斤)的“鳳凰”號將在原地等候15分鐘，待著陸掀起的塵埃物質落定，它將展開太陽能電池板，升起氣象天線桿，將周圍環境的第一批照片傳回地面。在接下來的幾個火星日，“鳳凰”號將檢查機載儀器，伸展機械臂鏟起第一堆火星土壤樣本。一個火星日約比地球上的一天長40分鐘。在度過第10個火星日之前，“鳳凰”號將進入“挖掘”階段，每天有兩小時用來挖土壤，這個階段預計將佔據此次任務的絕大部分時間。

壽命

“鳳凰”號的設計壽命為90天，儘管科學家表示，“鳳凰”號的使用壽命可能會延長一個月左右，在晚夏或初秋繼續看到它的身影，不過它在火星上探測的時間絕對不會有“勇氣”號和“機遇”號那麼長。這是因為“鳳凰”號上的太陽能電池板不能產生足夠多的能量，令其安然度過火星冬天。阿韋德森說：“它的三隻腳會深深嵌入地下，上面沾滿乾冰，太陽又會在地平線以下。”言下之意，“鳳凰”號不能通過太陽能電池板獲取大量能量。

勇氣號

發射時間

2003年6月10日，勇氣號發射成功；同月25日，機遇號發射成功。2004年美國東部標準時間1月3日和24日（北京時間各晚一天）分別登上火星。

美國宇航局專家們說，“勇氣”號如能不辱使命，那將標誌著人類發射的星際探測器自動化程度提升到了前所未有的水平。它有自己的大腦、頸、頭、眼睛、手臂，甚至還掌握著與人類地質學家所用工具類似的放大鏡和鎚子。

使命

“勇氣”號長1．6米、寬2．3米、高1．5米，重174千克。它的“大腦”是一台每秒能執行約2000萬條指令的計算機，不過與人類大腦位置不同，計算機在火星車身體內部。

從它登陸那時起，火星車探測項目首席科學家史蒂夫·斯奎爾斯就警告說，它的時間不多了。根據斯奎爾斯的說法，說不定什麼時候，火星車的電腦系統就會崩潰，或者電路出現故障，那時火星車就會“壽終正寢”。

探索經歷

功能介紹

到2006年10月26日，兩輛火星車卻仍然都在工作，尤其“勇氣”號壽命已經達到1000個火星日。“這很了不起，”探測項目成像專家賈斯廷·梅基說，“‘勇氣’號火星車基本還算健康，尤其是考慮它年紀已經這麼大。”

打坐拍出好照片實際上，“勇氣”號已經有約200天沒有挪地方，它在南半球的山地，那裡如今是冬季，太陽在地平線附近，位置很低，而太陽能電池板需要太陽幾乎垂直照射才能有效採集能量，因此能量採集不足。

所謂“頸”和“頭”是火星車上伸出的一個桅杆式結構，距火星車輪子底部高度約為1．4米，上面裝有一對可拍攝火星表面彩色照片的全景照相機作為“眼睛”。兩台相機高度與人眼高度差不多，有了它們，火星車能像站在火星表面的人一樣環視四周。

當“勇氣”號發現值得探測的目標，它會以6個輪子當腿，運動至目標面前，然後伸“手”進行考察。火星車的“手臂”具有與人肩、肘和腕關節類似的結構，能夠靈活地伸展、彎曲和轉動。上面帶有多種工具。輔助工具

工具之一是顯微鏡成像儀，能像地質學家手中的放大鏡一樣，以幾百微米的超近距離對火星岩石紋理進行審視。另外還有穆斯鮑爾分光計和阿爾法粒子X射線分光計，可以用來進一步分析岩石構成。還有一個相當於地質學家常用的小鎚子的工具，能在火星岩石上打出直徑45毫米、深約5毫米的洞，為研究岩石內部提供方便。“勇氣”號依靠餐桌大小的太陽能電池板獲得能源，在理想情況下每天最多可在火星上漫步20米，它的觀測預計持續90個火星日（相當於地球上的92天）。

這台火星車科學儀器的負責人、美國康奈爾大學科學家斯奎爾斯認為，“勇氣”號將是迄今人類遣往其他行星上第一個可以移動的、自動化的大型實驗室。他說：我認為這是人類在火星探測方面向前邁出的一大步。

最終結果

美國航宇局宣布，勇氣號已首次測量了火星上的溫度。負責分析數據的一位科學家說，火星上的岩石溫度要比由細小顆粒構成的物體溫度低。那裡目前白天最高溫度約為5攝氏度，最低溫度約為零下15度。

1977年8月20日和9月5日，美國先後發射了2號和1號探測器，這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行。擔負探測太陽系外圍行星的任務。旅行者號沒有經過火星。還有機遇號2004年一月“奧德賽”火星探測器等。