Astronomy 版 (精华区)

发信人: totoro (猫中之龙,御风而行), 信区: Astronomy
标  题: 太空的致命诱惑 登陆火星咋就这么难？ 
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年12月26日15:39:31 星期五), 站内信件


　　新浪科技讯 据《洛杉矶时报》报道，被寄予很高期望的“猎兔犬二号”火星
着陆探测器没有在第一时间发回确定其安全着陆的信号，人们开始担心她的未来命
运。其实，在过去数十年，世界各国共进行了36次火星飞行，其中便有20次被地球
和火星间的漫无边际的黑暗所吞噬。即使如此，科学家探索火星的步伐并没有放慢！

　　　　　　　　　　　　　　探索太空与风险同在

 
　　地球和火星间的浩瀚空间一直都是航天器的梦魇。这里有一个人们看不见的“
恶魔”，它吞噬着太空飞船，然后将飞船的残骸“吐”到寒冷而黑暗的空间。过去
40年，人类共向火星发射了36艘太空飞船中，其中有20艘以悲剧结尾：或在地球平
流层爆炸，或坠毁在火星表面，或消失在空旷的太空。

　　难怪太空科学家一直称火星是“死亡星球”。就在2周以前，日本匆匆取消了
其第一次也是唯一一次火星计划。日本的“希望”号过去5年里遭受过数不清的太
空风暴的无情袭击，由于飞船故障和系统问题，不得不结束了它的使命。

　　总部设在帕萨迪纳的太空探险倡导组织"行星社会"的执行主任路易斯·弗里德
曼说：“太空非常无情，你做一万件好事，没有任何回报，可如果你做错一件事，
你会受到惩罚。”因而，随着下个月3艘太空飞船距离火星越来越近，萦绕在人们
心头的对“死亡星球”的恐惧就日渐增加。由欧洲航天局发射的“猎兔犬二号”的
前景现在蒙上了一层阴影，而美国也准备于明年1月3日和24日分别让2架火星飞行
器着陆火星。

　　这2个火星飞行器耗资4亿美元，不过它们的前途同样极为凶险。这是美国宇航
局自今年“哥伦比亚号”航天飞机坠毁事故后所实施的第一个重大实验。美国宇航
局之所以一再推迟他们的火星登陆计划，一方面是因为“哥伦比亚号”悲剧打击了
他们的士气，另一方面也是此前2次火星探索任务的失败让他们心有余悸。

　　此次，位于帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室对无人驾驶飞船进行了实验
，他们耗费的精力和财力都是空前的。在今年6月和7月发射前，这两架被命名为“
精神”和“机遇”的探测器多次在零下320华氏度的温度以及超过太阳光亮度2倍的
条件下进行实验。实验人员还用足以震得实验室墙壁摇晃的声音轰击这两架飞行器
，巨大的声音震得实验室外的地面都发颤，感觉就像是地震。

　　实验人员还用复杂的计算机程序进行了数千次模拟登陆实验。第3架飞行器被
“开”到酷似火星地形的帕萨迪纳山地进行实验。由于有许多未知的危险情况，人
们担心投入的资金打水漂儿。但火星登陆计划的工程师和科学家们对前景充满信心
。火星登陆计划的负责人彼德·泰辛格说：“各种各样的技术确定性评估声明，无
论是航天领域和其他领域，其结果都有可能是错误的，因为有你不知道的恶魔会搅
乱你的事情。”

　　　　　　　　　　　　苏俄失败创下纪录

　　毋庸质疑的是，苏联是火星登陆计划中飞行器坠毁最多的国家。算上俄罗斯
1996年的发射失败，苏联(包括俄罗斯)在过去18次火星登陆任务中失败了14次。苏
联的火星登陆计划始于1960年，这个期间共发射过5架火星探测器。2架在到达地球
轨道之前坠毁，这也是苏联火星计划所迈出的第一步。另外2架在地球轨道爆炸，
最后1架在航行了6600万英里后丧失了传输无线电信号的能力，也以失败告终。

　　计算机芯片和软件的缺陷以及重大的伤亡事故成为苏联火星计划的特点，这也
使得苏联没有取得过任何一次真正意义上的成功。苏联1971年发射的登陆车下降时
由于角度不对，结果坠毁在火星表面。另一辆登陆车虽然安全着陆，但由于被巨大
的沙尘暴包围，20秒后即遭毁坏。苏联后来又发射了“苏联卫星22号”，当时正是
1962年古巴导弹危机进行的“热火朝天”的时候。“苏联卫星22号”在地球轨道爆
炸，残骸碎片像雨点般落下，结果触动了美国早期的预警雷达系统，差一点引发了
一场核战争。

　　1996年，俄罗斯试图在欧洲合作者的协助下重新启动他们的火星登陆计划。结
果他们发射的探测器再次坠毁。没有人知道此次发射失败的原因。俄罗斯人的技术
水平可能不是屡试屡败的原因--俄罗斯曾15次向金星发射探测器取得成功，而金星
是距离地球最近的行星。

　　弗里德曼说：“他们的系统没有问题，但火星击败了他们。”加州理工学院行
星科学名誉教授、前喷气推进实验室主任布鲁斯·默里比喻说，这就好象一个孩子
在太空中变出了一个银河恶魔。他说：“这是开玩笑，然而对于那些走的太远的人
来说，这可不是个玩笑。”

　　　　　　　　　　　　日本工程命运多舛

　　日本的“希望号”也是命运多舛，费尽周折，但结果还只能是停留在火星轨道
上。5年来，“希望号”好象一直在展示它克服一连串坏消息的坚强和机敏。“希
望号”1998年7月4日刚一发射便出现了问题--它飞离了既定飞行路线，被迫其实使
用宝贵的燃料，纠正它的飞行路线。

　　“希望号”当时缺乏在火星轨道停留的充足燃料，只好在1999年10月急速上升
，不得已与火星分道扬镳。工程师重新调整了"希望号"的飞行轨道，以便使它更容
易地飞到火星轨道，然而，这样一来，4年的工夫过去了，而且又额外增加了两次
在地球周围的飞行。

　　2002年4月，太阳耀斑破坏了“希望号”的动力系统，冻住了“希望号”剩余
的燃料，迫使工程师使出最后一招。在“希望号”经过太阳附近的时候，工程师数
百次打开和关闭探测器动力系统的开关，想借太阳能之力启动动力系统。幸运的是
，他们的计划奏效了。不过导航系统的电力不足最终使日本火星登陆计划功亏一篑
。“希望号”本月与火星擦肩而过，消失在太空浩瀚的夜空中。

　　　　　　　　　　　　登陆火星更为困难

　　由于如此多的登陆车未能成功登陆火星，计划的负责人不得不“杀鸡用牛刀”
，比如结合使用隔热屏、降落伞、减速火箭和气囊。多种技术的结合使用是必要的
，然而，每增加一道复杂程序，发生灾难的可能性也会随之增加。

　　与登陆火星相比，登陆月球不过是“小事一桩”。月球上没有大气，因此减速
火箭就不会被吹走，从而可以指导飞行器准确“软着陆”。虽然火星大气层的密度
只有地球大气曾密度的1%，但它仍能在几秒钟内烧坏太空飞船，所产生的狂风能将
太空飞船吹走。

　　欧洲宇航局的“猎兔犬二号”和美国宇航局的2架飞行器都将使用多部分降落
：隔热罩最先降落，4分钟后降落伞弹开。即便使用降落伞，飞行器的下降速度也
达到了大约每小时170英里，就像"一辆直接掉下来的超速行驶的赛车"(美国降落和
着陆研究小组的负责人罗布·曼宁语)。

　　着陆前数秒钟，巨大的气囊会在登陆车周围膨胀。美国飞行器接着会打开减速
火箭的开关，在与火星表面碰撞前3秒钟向下发射。大约在40英尺的高度(“猎兔犬
二号”在着陆前一瞬间)，安装了保护垫的飞行器落了下来。美国的飞行器可能会
弹起约四层楼的高度，在美国宇航局所希望的"安全休息"之前，可能会行进2英里
的距离。美国宇航局称这种降落为“6分钟的恐怖时刻”。

　　与其他国家相比，美国的火星登陆计划相对比较成功--在16次发射中只有5次
坠毁事故。1975年，美国的“海盗1号”和“海盗2号”先后在火星安全着陆，美国
从而成为世界上第一个航天飞船成功登陆火星的国家。1996年，美国的"开拓者"成
为第一架火星飞行器，此举证明机器人可以替人类探索遥远的世界。迄今为止最成
功的轨道飞行器“全球探测者”和“奥德赛”，目前仍在测定火星的位置，如何选
择一个合适的着陆点对于它们能否成功登陆至关重要。

　　康奈尔大学地质学家、美国两位著名的飞行器制造科学家之一的史蒂文·斯奎
里斯说：“那里总是潜伏着失败的阴影。”但即使是从地面发射也是充满风险的一
件事：每20艘太空飞船中平均会有1艘在发射时爆炸。美国喷气推进实验室的地质
学家马特·格洛姆贝克也说：“毁灭的方式不止12种，实际上有100种。”

　　　　　　　　　　　　失败吓不倒科学家

　　事实上，美国也曾犯下过几次重大失误。1999年，"火星气候轨道飞行器"在火
星大气层爆炸，原因是一位计算机程序员使用英国度量单位，而不是其他工程师所
使用的度量单位，结果使飞行器出错，造成了这场悲剧。

　　同年，“火星极地登陆车”正在距离火星表面300英尺的上空盘旋，这时，由
于传感器故障，错误指示已经到达目标的登陆车关掉了减速火箭的开关，结果登陆
车像块石头一样掉了下来。默里指出，只要经过一个简单的实验，这种问题本来是
可以避免的。

　　实施计划的科学家经常需要数个月的时间才能从这种灾难性的经历中恢复过来
。1983年，亚利桑那州立大学的地质学家菲尔·克里斯腾森刚刚毕业，并被挑选上
从事制造热发射分光计的科学研究。热发射分光计可以通过分析岩石和土壤的“热
信号”来建立图表。而这被认为在查找生命迹象方面起着至关重要的作用。克里斯
腾森日以继夜的工作，一干就是9年。这一价值数百万美元的仪器安装在了于1992
年发射的“火星观测者”轨道飞行器上。就在“火星观测者”靠近火星轨道时，克
里斯腾森接到了一个电话，对方告诉他"火星观测者"不见了。

　　克里斯腾森说：“我一生中从来没有经历过这样令人沮丧的时刻，”故障是简
单可又致命的：加压油箱泄露的燃料进入电子管，结果引起爆炸，“火星观测者”
被炸毁了。他说：“因为某些人的疏忽，我10年的时间就这样白白浪费了。”

　　虽然人类登陆火星的历史不堪回首，但火星仍旧不断吸引着各个国家的参与。
灾难毕竟是伟大发现与生俱来的产物。弗里德曼说：“想一想16世纪、17世纪和
18世纪海洋大开发时期，当时有多少艘船葬身海底？我们在想到海洋大开发时，也
不要忘记这些灾难。”泰辛格指出，无论实验多么严格，飞船坠毁事故可能也在所
难免，因为直到成功或失败的那一刻，你才知道哪一种方法正确。他说：“因此，
只有生活经历才会让你认识到是对是错。”

　　即使以前产生过很好作用的设备，如飞行器的登陆系统，随着时间的流逝也需
要及时的改进和更新。美国宇航局研究火星的科学家认为，任何暴露出来的失误都
会使下一次任务成功的可能性增加。目前美国火星计划的后勤负责人汤姆·赛恩说
：“这就好比一个都是聪明人的地方，有时我们确实做了些不太聪明的事情，但是
我们可以从失败中汲取教训，让接下来的工作更上一层楼。”

 

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