【新知】“毅力”號火星車成功登陸火星！已傳回首張火星照片

毅力號登陸火星想象圖 圖片來源：NASA

秒速五公里墜入火星大氣，超音速展開降落傘，拋隔熱罩改用天空起重機，車體變形輪胎觸地完成著陸。北京時間2月19日凌晨4時55分，“毅力”號(Perseverance)火星車不經變軌直接突入火星大氣層，并成功著陸。在“天問一號”進入火星軌道一周后，毅力號率先與火星地表接觸，本輪火星探測季也進入了新的階段。

作為在2020年火星探測窗口發射的3臺探測器之一，毅力號于去年7月30日在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。這輛大小和質量和小汽車相近，耗費十幾萬倍于小汽車的火星車，是人類歷史上第二個核動力火星探測器。經過超過半年的飛行，毅力號成功著陸火星。由于美國已經擁有成熟的火星數據鏈，可以無需變軌直接著陸火星。

與“好奇”號類似，經歷十幾分鐘科幻電影般的著陸過程后，毅力號與火星的相對速度將會由每秒五公里降低到0。為了盡可能降低著陸過程中的風險，NASA科學家為毅力號配置了一系列技術手段。例如在降落過程中，毅力號會快速拍照，通過距離觸發技術，評估與火星地面的距離，從而確定打開降落傘的時間。此外，毅力號還使用了地形相對導航技術，將拍攝的火星地貌與此前保存的地圖進行比較，從而確定著陸地點周圍的環境，并避開陡坡等不宜降落的地形。

毅力號火星車著陸后傳回的首張照片(圖片來源：NASA TV)

毅力號的著陸地點是位于北緯18度的耶澤羅隕擊坑(Jezero crater)。有證據表明曾經有河流流入耶澤羅隕擊坑，形成了一個早已干涸的三角洲。而毅力號在此處著陸，一項重要目標便是識別和收集該地區的沉積巖和土壤樣本，探尋可能存在的火星生命跡象，同時測試人類在火星生存的技術。此外，毅力號還將通過對表面巖石、土壤物理化學特征的分析，幫忙人類理解火星地質以及大氣環境。

除了對火星地表的探測，毅力號還將執行一項特殊任務——釋放“機智”號無人直升機。在毅力號著陸后60~90天左右，直升機將與火星車分離。它依靠太陽能充電，每個火星日能獲得大約90秒的飛行時間，每次飛行不超過三分鐘。機智號是毅力號的偵察機，能為毅力號提供高精度地圖，從而大幅提升火星車探索的效率。

　毅力號附帶的機智號無人機 圖片來源：NASA

從首個火星探測器升空到新一輪火星探測季，已經過去了60年。在此期間，對于這顆被認為是太陽系中最可能殖民的紅色行星，人類的探索從未停止。

瘋狂歲月

《尚書·舜典》記載：“在璿璣玉衡以齊七政?！笨追f達疏：“七政，其政有七，于璣衡察之，必在天者，知七政謂日月與五星也。木曰歲星，火曰熒惑星，土曰鎮星，金曰太白星，水曰辰星?！?/p>

熒惑星在古時就已經以五行之火命名，今天更是直接被叫做火星。作為自古以來就被認定的五顆行星之一，在被認定成太陽系內最接近地球環境的星球后，獲得了全人類的關注。目前人類火箭能力相對于宇宙來說還比較有限，向火星發射探測器需要地球和火星之間特定的相對位置，充分利用引力節省燃料。因此，火星和地球的軌道運動導致火星探測存在以26個月為周期的窗口。

　天問一號拍攝的首張火星照片 圖片來源：國家航天局

太陽系內行星的探索，很大一部分都是上世紀美蘇冷戰時取得的。美蘇兩個國家像在游戲《文明》中爭奪科技勝利一般，不計成本地向太空中發射探測器?；赝嵌委偪竦臍q月，不得不感嘆人類的贊歌就是無畏探索的贊歌。

在火星探測的時間上，蘇聯領先一步。1960年到1964年間，蘇聯向火星發射了五個探測器，其中只有1962年的火星1號成功進入地火轉移軌道，但是在抵達火星前失聯。

1964年美國在一個月內發射了水手3號、4號，其中水手4號成功飛掠火星，是人類歷史上首個接近火星的探測器，并首次傳回火星照片。在接下來的兩個窗口內，美蘇都發射了一些探測器，但沒有什么突破性的進展，蘇聯甚至在這個過程中沒有探測器能接近過火星。

人類第一張近距離拍攝的火星照片 圖片來源：NASA

1971年，美蘇都取得了一些突破。美國的水手9號成功進入火星軌道，而蘇聯更是一步到位，除了火星2號、3號成功入軌進行火星測繪外，火星3號登陸器更是在1971年12月2日成功軟著陸，是人類第一個成功登陸火星的探測器。

火星3號，其登陸器是人類首次軟著陸火星的探測器 圖片來源：NASA

1976年后，美蘇競爭戰略重點轉移，再加上金星和太陽系內其他的探索，火星探測進入低潮期。

其實論結構相似程度，早晨叫啟明、晚上叫長庚的太白星，也就是今天的金星，的確在半徑、質量、表面重力上更接近地球。較強的重力可以讓它像地球一樣保持較厚的大氣，不像火星一樣只能讓大氣層不斷逸散。擁有大氣層的金星的確在有時會讓人覺得或許更適合探索。不過在蘇聯探測器登陸金星7號登陸金星后，其表面惡劣的環境讓其在1個小時內就失去了聯絡。

1975年金星9號傳回金星表面照片后，似乎沒有人對金星感興趣了。畢竟相比于金星的煉獄，火星的荒漠還是更能讓人接受一些，此后行星探測器的目標大都還是火星。

火星漫游

1990年后，人類將目光重新放回火星，技術的進步讓更詳細的火星測繪、復雜的火星車成為可能，催生了又一個火星探測的高潮期。

1997年，火星探路者號(MESUR Pathfinder)和其攜帶的旅居者號(Sojourner)火星車成功著陸火星，其中旅居者號更是成為了人類第一個成功著陸運行的火星車?；鹦翘铰氛咛栔憰r除了氣動減速和降落傘減速之外，在降落末端還使用安全氣囊緩沖，讓890千克左右的探測器包安全著陸。著陸放氣后，展開其四面體的結構，并最終放出其中10千克左右的旅居者號小車，整個依靠太陽能的系統在運行了85天后最終失聯。不過在電影《火星救援》中，主角瓦特尼在2035年成功靠它在火星上聯系到了地球。

　三代火星車大小對比，從小到大分別為旅居者號，勇氣號/機遇號，好奇號的測試車 圖片來源：NASA

還有2003年傳奇般的勇氣號(Spirit)和機遇號(Opportunity)。這兩輛依靠太陽能供電的小車比天問一號火星車略小，原本計劃只有90余天運行壽命，最終卻分別運行了2208天和5352天。2007年在火星北極降落的鳳凰號(Phoenix)更是讓人類首次能在火星上挖掘土壤，確認了火星上水和冰水的存在。

2011年，好奇號(Curiosity)成功登陸火星，這是人類第一輛核動力火星探測器。900千克的重量讓它不得不嘗試更先進的著陸技術——天空起重機，著陸過程堪比科幻電影。钚238衰變給它提供了100多瓦的能量供應，澎湃的動力讓強大的科學儀器得以應用，這也體現在它的正式名稱上——好奇號火星科學實驗室，這是一個移動的科學實驗室。直到今天，好奇號仍在運行，并在火星上至少移動了24.24千米。

　好奇號2015年的自拍 圖片來源：NASA

全員成功

除開最近一次火星窗口內的3次火星探測任務，人類總共進行了44次火星探測任務，其中只有美國、蘇聯、歐洲和印度的23次滿足部分成功的標準。而毅力號的成功著陸，表示本次探測窗口內三次探測任務都至少滿足部分成功的標準。

阿聯酋希望號火星探測器是阿聯酋出資研發的火星軌道衛星，于2月9日成功入軌，主要目標是研究火星的大氣和氣候。

2月10日入軌的天問一號，是中國首次實施的火星探測任務，不過并不是首次參與的火星探測任務。2011年，中國搭載在俄羅斯火衛一-土壤(Phobos-Grunt)探測器上的螢火1號，嘗試開展火星探測任務，但火箭發射后未能進入飛往火星的軌道，發射兩個月后墜毀于太平洋。

天問一號是中國首個火星探測衛星，它還需要進行一些調整。按照目前的計劃，天問一號計劃于5月左右實施火星車登陸任務，計劃著陸方式與鳳凰號類似，都是著陸器火箭反推，著陸后放出火星車?；鹦擒嚥捎锰柲芄╇姡笮∠啾扔職馓柭源?，設計壽命和勇氣號一致，都是90天。如果最終火星車成功著陸并運行，它將成為人類歷史上第一個一次性完成“繞”、“落”、“巡”的火星探測器。

在毅力號著陸后，本輪火星探測的第一階段已經結束。三臺火星探測器都取得了各自的階段性進展，開始收集科學數據，希望為我們帶來更多關于火星的認知。同時，讓我們祝福天問一號著陸器、巡視器，還有毅力號的機智號無人機，希望它們能幫人類在星辰大海中，實現前所未有的成就。【責任編輯/林羽】

來源：環球科學

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