李想

迄今已有7個探測器在火星成功著陸，除了1971年第一個“活著”踏上火星的前蘇聯(lián)火星3號探測器之外，其他的探測器都來自美國航天局。想上火星的還有誰呢？歐洲—— 一波三折

歐洲首個火星探測機器人——“火星人”號已經(jīng)確定將于2018年發(fā)射升空。這次探索任務(wù)也是歐洲“曙光女神”火星計劃中的第一步，“曙光女神”計劃的最終目標是在2030年左右成功登陸火星。不過這個計劃在第一步就出現(xiàn)了幾多波折。

這次旨在探索那顆紅色星球上現(xiàn)存的或者曾經(jīng)存在的生命跡象的計劃經(jīng)過3次改期，從原定的2011年推遲到了現(xiàn)定的2018年。雖然一再的推遲讓不少人感到失望，不過歐洲航天局的官員說延期可以進一步充實這次火星之旅。2009年歐洲航天局同美國航天局達成共識，將分享彼此的航天技術(shù)和預算，大西洋兩岸的工程師和科學家們將共同為2016年、2018年和2020年的航天任務(wù)建造基礎(chǔ)裝置。但不久之后美國由于資金問題宣布退出這項計劃，這幾乎讓探索計劃再次推遲。不過現(xiàn)在，歐洲航天局又找到了新的合作伙伴——俄羅斯，俄羅斯將自此在這次火星探索中發(fā)揮重要的作用，包括為兩次發(fā)射任務(wù)提供火箭和一些基礎(chǔ)設(shè)備的制造。

根據(jù)最新的調(diào)整，整個項目首先將在2016年搭載俄羅斯的“質(zhì)子”號火箭發(fā)射“火星快車”號人造衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星的主要任務(wù)是探測火星的大氣環(huán)境，并尋找近年來在火星上觀測到的甲烷氣體的來源，甲烷的存在很可能意味著現(xiàn)在或者曾經(jīng)在火星上存在過生命。這次飛行任務(wù)還將在火星表面建立一些靜態(tài)著陸器，此外，由于俄羅斯的加入，著陸器將可以擁有一顆核電池心臟，這將把著陸器運行的時間從最初設(shè)計的幾個小時延長到幾個月。

“火星人”號登陸計劃第一次是在2005年提出的，“火星人”號主臂的作用是進行生命跡象的探測，它還將在火星地表鉆取約2米的井進行取樣。

到2018年，太陽系的行星將很難得地連成一線，這使得發(fā)射較大質(zhì)量的航天機械成為可能。這次任務(wù)將把“火星人”號機器人送上火星，搭載的仍然是俄羅斯的“質(zhì)子號”火箭。“火星人”號漫游機器人的設(shè)計在歐洲同美國建立協(xié)作前，也就是2009年之前就已經(jīng)基本完成了，它可是個重達300千克的大個子，著陸之后，這個六輪機器人將朝著由2016年發(fā)射的衛(wèi)星所確定的甲烷源頭進發(fā)。“火星人”號還裝載著一套被稱做“巴斯德”（法國化學家、細菌學家）的外接設(shè)備，“巴斯德”將負責探測現(xiàn)存的或者曾經(jīng)存在過的生命跡象。這次登陸任務(wù)還將包括在火星表面打鉆取樣，并將樣品送回到飛船上的實驗室里進行研究。

“火星人”號登陸的EDL（入軌-下降-著陸）過程將不能再依靠美國操縱“好奇”號漫游機器人的太空起重機系統(tǒng)來完成了，而更可能要重復使用2016年安置靜態(tài)地面儀器的設(shè)備。俄羅斯將主要負責這套設(shè)備硬件設(shè)施的建造，而歐洲則將主要負責更核心的部分——導航系統(tǒng)的設(shè)計和操控。

2020年的任務(wù)則是建立完成火星表面的靜態(tài)儀器網(wǎng)絡(luò)。

俄羅斯——艱難探索

塞翁失馬，焉知非福。2011年年末，俄羅斯的首個星際任務(wù)在準備了15年之后終告失敗。這的確讓人很痛心，但也許正是這次事故促使了俄羅斯空間局與歐洲宇航局在“火星人”號項目上的合作。

前蘇聯(lián)政府在1960年至1973年間進行了一個旨在探索火星的無人航天計劃——火星計劃。在該計劃中，蘇聯(lián)發(fā)射了一系列的飛掠、環(huán)繞以及著陸火星的探測器。

由于蘇聯(lián)解體，俄羅斯的火星探測計劃直到近幾年才重新啟動。但計劃在一開始就遭遇了挫折。2011年11月，俄羅斯的首個星際宇航任務(wù)在成功發(fā)射升空后，由于太空船發(fā)生引擎故障而不得不宣告失敗。

“福布斯-格朗特”號（意為火衛(wèi)一上的土壤）飛船耗資1.63億美元，其原定任務(wù)是飛行到火衛(wèi)一上，并于2014年帶著取到的200克土樣，歷經(jīng)3年回到地球。飛船上還搭載著一個中國的探測器——“螢火1”號，“螢火1”號原計劃將從“福布斯-格朗特”號上分離并進入火星軌道，以便進行為期一年的火星大氣探測。

“福布斯-格朗特”號飛船搭載在“天頂-2SB”號火箭上發(fā)射升空

2011年11月8日，“福布斯-格朗特”號搭載在“天頂-2SB”號火箭上，從哈薩克斯坦的拜科努爾發(fā)射平臺起飛。一開始一切都進行得很順利，但是當“福布斯-格朗特”號從火箭上分離變軌時，它自身的引擎卻未能成功點火，并最終偏離了軌道。

俄羅斯的上一次火星任務(wù)（1996年），“火星96”號也未能成功抵達那顆紅色星球，并在返回地球的過程中在太平洋上空解體了。

預計在“火星人”號項目中使用的“質(zhì)子”號火箭

在“福布斯-格朗特”號任務(wù)失敗后不久，俄羅斯空間局就接到了歐洲宇航局關(guān)于參與“火星人”號項目的邀請，并最終于2012年正式開始了該項目的合作，就讓我們期待“火星人”號的表現(xiàn)吧。

中國——充滿期待

中國火星探測計劃是中國第一個火星探測計劃，中國航天局將與俄羅斯空間局合作，共同探索火星。整個計劃共分4個階段：

階段1：（～2009年）會對第一次任務(wù)進行充足準備，包括定立探測目標、技術(shù)研發(fā)和尋求國際合作。

階段2：（2009年后至今）已發(fā)射的衛(wèi)星將探測火星環(huán)境，所得的數(shù)據(jù)用做火星軟著陸之用。

階段3：發(fā)射火星著陸器并攜帶一輛火星車，在火星上軟著陸。

階段4：成立火星表面觀察站、發(fā)展飛行器穿梭地球與火星、建立火星基地供機械探測器進入。此階段的最終目標是為將來人類登陸火星提供基礎(chǔ)，令人類可在火星觀察站中觀察火星。

“螢火1”號展開示意圖

該計劃的第一步就是2011年搭載在俄羅斯“福布斯-格朗特”號飛船上的“螢火1”號探測器，這個名稱來自于中國古代對火星的稱謂：“熒惑”?！拔灮?”號由衛(wèi)星系統(tǒng)（火星探測器系統(tǒng)）、測控系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、科學應(yīng)用系統(tǒng)4個部分組成，其上的等離子體探測包是目前國際上先進的等離子體探測器之一，高精度磁通門磁強計的探測精度為0.01nT，達到了國際磁通門磁強計的先進水平。這顆重達115千克的探測器也是中國第一個探索外星球的探測器，其主要任務(wù)是探測火星的空間環(huán)境并收集火星大氣的數(shù)據(jù)。但隨著“福布斯-格朗特”號飛船分離變軌的失敗，“螢火1”號也未能如愿完成它的使命。

不過，中國的火星計劃并沒有因此而停止前進的腳步，并已計劃于2013年獨立開展火星探測，屆時，中國將以“嫦娥一”號衛(wèi)星平臺為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用月球探測一、二期工程技術(shù)，研究并提出中國自主火星環(huán)繞探測的技術(shù)方案。

雖然中國的火星之夢還要等上一段時間，不過它確實越來越近了！編輯/王一鳴