[科普中國(guó)]-希望號(hào)火星探測(cè)器

簡(jiǎn)介

“希望”號(hào)是日本的第一個(gè)火星探測(cè)器，它與另外三個(gè)探測(cè)器正一起飛向火星。他們是歐洲宇航局（ESA）火星快車(chē)所攜帶的并將在圣誕前夜著陸火星的“小獵犬-2號(hào)”機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)國(guó)家行空航天局（NASA）計(jì)劃于一月份登陸火星的“勇氣”和“機(jī)遇”號(hào)漫游者探測(cè)器。“希望”號(hào)火星探測(cè)器于1998年4月發(fā)射，原本計(jì)劃在第二年末到達(dá)火星。該探測(cè)器攜帶有照相機(jī)和幾個(gè)其他設(shè)備，原計(jì)劃對(duì)火星大氣進(jìn)行在軌研究。該探測(cè)器進(jìn)入太空之后處在一個(gè)長(zhǎng)圓形的地球軌道，通過(guò)月球的引力進(jìn)行了多次機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)軌以節(jié)省能量。1998年12月20日，“希望”號(hào)主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火準(zhǔn)備開(kāi)始飛向火星的旅程。但在火箭點(diǎn)火過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤將探測(cè)器推出既定軌道，地面控制中心不得不在接下來(lái)進(jìn)行了兩次點(diǎn)火以修正軌道。當(dāng)探測(cè)器重新進(jìn)入正常軌道之后，它所剩余的燃料已經(jīng)不足以在到達(dá)火星時(shí)將探測(cè)器推入既定的探測(cè)軌道。

希望號(hào)1999年10月到達(dá)火星時(shí)與它擦肩而過(guò)并沒(méi)能停留在預(yù)定的探測(cè)軌道。地面控制人員設(shè)計(jì)出一個(gè)新的飛行計(jì)劃使希望號(hào)以較低的速度重新飛回到火星。這項(xiàng)計(jì)劃需要探測(cè)器分別在2002年12月和2003年6月利用地球引力進(jìn)行兩次機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)軌，這樣就使該探測(cè)器在太空多飛行4年之久1。

日本火星探測(cè)器希望號(hào)在艱難地飛行了5年之后,最終于2003年12月9日被放棄。至此,日本的首次火星探測(cè)行動(dòng)宣告失敗。這也是該國(guó)的航天計(jì)劃遭受的又一次重創(chuàng)。日本宇宙航空開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)于12月9日為遠(yuǎn)程修復(fù)該探測(cè)器電子線路做了最后一次嘗試,但沒(méi)有成功,只好放棄了使希望號(hào)進(jìn)入火星軌道的計(jì)劃。該線路2002年因太陽(yáng)耀斑而受損,造成主發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)。雖然無(wú)望進(jìn)行火星探測(cè),但日本仍將繼續(xù)嘗試修復(fù)故障電路,以期將希望號(hào)用于其它空間觀測(cè)任務(wù)。耗資200億日元的希望號(hào)是1998年發(fā)射的,最初計(jì)劃在1999年夏天進(jìn)入火星軌道。但它在飛行的頭一年里出現(xiàn)了燃料消耗過(guò)大的問(wèn)題,未能實(shí)現(xiàn)地球借力飛行。2002年4月,探測(cè)器又因太陽(yáng)耀斑而受損,使一些通信和機(jī)動(dòng)裝置無(wú)法工作2。

失敗分析日本科學(xué)家將于19日對(duì)距地球1.8萬(wàn)公里的“希望”號(hào)火星探測(cè)器進(jìn)行修復(fù)，使?jié)M身瘡痍的“希望”號(hào)能在2003年12月至明年1月進(jìn)入火星軌道。可是，專(zhuān)家分析后認(rèn)為，擋住“希望”號(hào)去路的有三道難關(guān)，“希望”號(hào)完成旅途的前景渺茫。

“希望”號(hào)探測(cè)器1998年7月發(fā)射升空，預(yù)定于1999年10月到達(dá)火星，任務(wù)是在繞火星軌道運(yùn)行的同時(shí)，觀測(cè)火星的大氣和磁場(chǎng)。可上天后噩耗不斷，“希望”號(hào)未能按預(yù)定時(shí)間到達(dá)火星。

1998年12月，“希望”號(hào)未能按計(jì)劃調(diào)整飛行軌道，地面控制人員只得啟動(dòng)探測(cè)器的火箭助推器?？墒怯捎谥破魅剂蠂娚溟y門(mén)發(fā)生故障，推力不足，9小時(shí)后不得不再次啟動(dòng)火箭助推器。最后“希望”號(hào)雖然踏上了飛向火星的旅程，但燃料已經(jīng)過(guò)度消耗，無(wú)法按時(shí)進(jìn)入火星軌道。禍不單行的是，由于太陽(yáng)高能粒子的影響，“希望”號(hào)的部分零件去年4月又發(fā)生短路，此后航天觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳送全部中斷。

為了使“希望”號(hào)能夠到達(dá)火星，地面控制人員絞盡腦汁，根據(jù)“希望”號(hào)的情況，首要的任務(wù)是節(jié)約燃料，于是他們決定采用繞行星變軌，去年12月第一次調(diào)整完畢，第二次調(diào)整定于6月19日進(jìn)行。如果這次調(diào)整失敗，它將會(huì)像斷了線的風(fēng)箏一樣在太陽(yáng)系里漂浮，再也不能進(jìn)入火星軌道。繞行星變軌的難度，構(gòu)成了“希望”號(hào)火星征程的第一道難關(guān)?！跋Ｍ碧?hào)到達(dá)火星的第二道難關(guān)，是預(yù)定7月下旬的能源系統(tǒng)修復(fù)工作：要把短路的部分燒掉，切斷對(duì)其他部分的影響。然而，地面的指令能否奏效、需要花多長(zhǎng)時(shí)間，現(xiàn)在都是未知數(shù)。如果能源系統(tǒng)不能修復(fù)，就無(wú)法為“希望”號(hào)提供進(jìn)入火星軌道的燃料，重要的觀測(cè)數(shù)據(jù)也不能傳送到地面。

第三道難關(guān)是能否把握住進(jìn)入火星軌道的時(shí)機(jī)?！跋Ｍ碧?hào)進(jìn)入最適合觀測(cè)的軌道的時(shí)間有限，而修復(fù)能源系統(tǒng)是首要條件，如果錯(cuò)過(guò)，下一次機(jī)會(huì)要等數(shù)年之久。

日本有關(guān)專(zhuān)家在16日的《讀賣(mài)新聞》晚刊上說(shuō)，“希望號(hào)”要突破三道難關(guān)可能性不大。日本宇宙科學(xué)研究所教授中谷一郎說(shuō)：“即使‘希望’號(hào)完不成預(yù)期任務(wù)，對(duì)今后探索火星也提供了有益參考?！?/p>

過(guò)去40多年里，全世界共有30多次火星探測(cè)，其中三分之二以失敗告終。日本專(zhuān)家們對(duì)“希望”號(hào)的命運(yùn)持相當(dāng)悲觀的態(tài)度。

探測(cè)火星的原因火星與地球是近鄰，因此人類(lèi)對(duì)它一直情有獨(dú)鐘。自1962年以來(lái)的40多年間，美蘇及俄羅斯先后向火星發(fā)射了34個(gè)各類(lèi)探測(cè)器，但2/3的探測(cè)器最終以失敗而告結(jié)束。就在40年前，部分天文學(xué)家還堅(jiān)持認(rèn)為，火星表面生長(zhǎng)著厚厚的植被。直到上世紀(jì)60年代，美國(guó)航空航天局發(fā)射的太空探測(cè)器傳回火星表面光禿禿的圖片后，人們才不再相信火星上生長(zhǎng)有植物的說(shuō)法。

盡管至今收到的資料表明，這顆紅色行星之上沒(méi)有生命的跡象，但科學(xué)家們?nèi)詧?jiān)信火星過(guò)去的生命可能會(huì)留下化石。盡管目前仍然存在許多分歧，但有許多人認(rèn)為，作為一個(gè)社會(huì)，我們應(yīng)該向前看，進(jìn)入另一個(gè)新領(lǐng)域。

火星的歷史為我們了解地球、太陽(yáng)系、宇宙的起源和歷史提供了線索。其次，一次國(guó)際共同努力的火星之行將有助于推動(dòng)各國(guó)之間的合作。第三，能夠推動(dòng)全世界，激勵(lì)更多的年青人以科學(xué)為職業(yè)。最后，如~阿波羅~計(jì)劃一樣，能在許多領(lǐng)域中產(chǎn)生新的科技，并提供改善地球人類(lèi)生活質(zhì)量的潛能。

人類(lèi)探測(cè)火星簡(jiǎn)史1962年 前蘇聯(lián)火星1號(hào)探測(cè)火星，在飛離地球1億公里時(shí)與地面失去聯(lián)系，從此下落不明，它被看作是人類(lèi)火星探的開(kāi)端。

1965年 美水手4號(hào)探測(cè)器飛越火星，從距離火星1萬(wàn)公里處拍攝了21幅照片。

1971年 前蘇聯(lián)火星2號(hào)在火星著陸。

1972年 美水手9號(hào)沿火星軌道飛行成為火星的第一顆人造衛(wèi)星，環(huán)繞火星軌道進(jìn)行長(zhǎng)期考察。

1974年 蘇聯(lián)“火星6號(hào)”和“火星7號(hào)”探測(cè)器在火星著陸，探測(cè)結(jié)果沒(méi)有公布。

1976年 海盜1號(hào)和2號(hào)在火星著陸

1989年 福波斯1、2號(hào)飛往火星途中失蹤

1993年 火星觀察者抵火星軌道前失蹤

1996年 俄“火星-96”發(fā)射失敗

1997年 火星環(huán)球勘探者進(jìn)入火星軌道

1997年 美火星探路者在火星著陸

1998年 美國(guó)發(fā)射火星氣候探測(cè)器

1998年7月 日本發(fā)射“希望”號(hào)火星探測(cè)器，但以失敗告終。

1999年 美發(fā)射火星極地著陸者探測(cè)器

2001年4月 美國(guó)發(fā)射“奧德賽”號(hào)火星探測(cè)器，發(fā)現(xiàn)火星表面可能有豐富的冰凍水。

2003年 歐洲發(fā)射“火星快車(chē)”

2003年6月 攜帶“勇氣”號(hào)火星車(chē)的美國(guó)“火星探測(cè)流浪者”號(hào)探測(cè)器升空。次年1月“勇氣”號(hào)火星車(chē)在火星表面成功著陸。

2008年 美國(guó)“鳳凰”號(hào)探測(cè)器成功登陸火星，后失去聯(lián)系。

2009年 俄羅斯探測(cè)“火衛(wèi)一”

2011年NASA于2011年11月發(fā)射了火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（“好奇號(hào)”火星車(chē)）