登陆火星 　　

（文 / 王星）

(上图)“火星奥德赛”的飞行路线与速度

(中图)“火星奥德赛”的太阳系中的相对位置

(下图)从“火星奥德赛”上看到的火星

“火星奥德赛”2001年5月14日凌晨4:50(格林威治时间)的飞行状况  

人类对火星的幻想经历了漫长的历史。按照美国作家诺曼·霍洛维茨(Norman Horowitz)1990年出版的《不现实的使命(Mission Impractical)》一书的说法，这也是一段充满了幼稚与轻信的历史。19世纪末，美国天文学家普齐沃·罗威尔(Percival Lowell)在美国亚里桑纳州弗拉戈施塔夫附近建造了专门用于火星观测的天文站。罗威尔不久宣称，他从望远镜中发现了由火星极地向火星其他地域供水的人造水渠。他还进一步推论：这些水渠是火星上的智能生命为适应火星上的恶劣气候特别建造的设施。当年罗威尔的观点不仅引发了火星相关产品的商业广告战，也引出了与火星水渠建造者联系的严肃的科学提案。公众对火星的好奇心被激发到极致，以至于1938年的一部根据威尔斯的科幻小说《两个世界的战争》改编的广播剧就能使上百万听众相信：真的有火星人入侵了地球。

然而，看惯了《火星叔叔马丁》与《X档案》之类的娱乐节目后，也许只有下面这样的更煽情的宣言才能再次激发人们对火星的兴趣。NASA的负责人之一丹尼尔·戈尔丁(Daniel Goldin)今年3月8日在回顾美国过去40年载人航天史的研讨会上这样宣布：“我们困在地球轨道上的时间已经太长了。我们将打破这一现状。让我们铭记：人类文明并不是被约束在一个行星上；在我们有生之年，我们将把人类的足迹扩展到其他行星或我们星系的其他星体上，建造可以离开太阳系、飞向其他星体的探测器。我们的探索将有后来人继续拓展。”

戈尔丁的这番宣言实际上针对的是NASA公布的2007年向火星发射精密着陆探测器的计划。按照预定计划，未来这次探险收集到的火星样本将在2009到2011年间运回地球。作为辅助项目，科研人员将在2001年以后的5到6年里集中研究解决国际空间站中可能遇到的各种健康问题以及使载人飞船脱离地球轨道的方法。尽管戈尔丁没有明确说明NASA有载人登陆火星的计划，但他的确暗示了这种可能性的存在。

也许是火星充当人类想象里的舞台的时间太长，这个项目仍然使人想起投资巨大的科幻片。2007年的火星探险项目预计将有多国参与合作，这其中主要有：法国、意大利与欧洲航天局(ESA)。项目的首要任务首先落在了美国加利福尼亚推进器实验室(JPL)的空间与地球科学项目小组身上。2007年火星探险项目的难点在于如何以最佳的方式把从火星上采集的风化层样本运回地球。目前JPL的设想是使用一台缩写为“MAV”的三级火星发射器。发射器使用的将是比液体燃料推进器更简便、更轻巧也更便宜的固体燃料推进器。如果不出意外，分别于2003年与2005年进行的火星着陆探测计划都将试用MAV。法国国家航天研究中心(CNES)在本次项目中负责的任务是：建造一架可以等候在火星轨道上与MAV会合、然后将样本接力运送回地球的航天器。意大利航天局负责的主要任务是提供可以达到火星表面一至五英尺以下的钻头。2005年，欧洲航天局的“阿丽亚娜五号”将升空；它将不仅携带CNES提供的航天器，还包括一个主要着陆器、部分辅助着陆器、一辆探测车与一台MAV。虽然各国航天部门还没有讨论在此以后的合作，但将样品罐发送到火星轨道的第二阶段任务可以预计将在2007年到2009年间完成，随后的第三步也将在其后的4年里完成。

曾经沸沸扬扬的“火星表面的人脸”，进一步观测后证实不过是一堆沙丘  

与还在预测和幻想中的2007年火星探险项目相比，更引人注目的是“2001火星奥德赛”项目。虽然“2001火星奥德赛”很容易使人联想起那部名为《2000宇宙奥德赛》的科幻电影，不过它确实是一个正在进行的项目。“2001火星奥德赛”航天器由洛克希德·马丁空间系统公司(Lockheed Martin Space Systems)设计制造，今年4月7日升空。作为NASA探测火星的下一步计划之一，“2001火星奥德赛”将与同出于洛克希德·马丁公司的火星全球勘测器会合，继续完成火星表面的科学勘测与水源存在确认工作。如果一切顺利，“2001火星奥德赛”将于2001年10月24日到达火星，随后花费几个星期的时间完成大气摩擦减速程序，进入火星极地附近的低速环绕轨道。进入轨道后，“2001火星奥德赛”利用推进器在火星极地着陆。此次“2001火星奥德赛”航天器上共携带了三种研究仪器：热辐射成像系统(THEMIS)，伽玛射线光谱仪(GRS)与火星射电环境实验仪(MARIE)。THEMIS使用一台可见波长照相机与红外线成像光谱仪绘制火星表面的矿产与地貌地图；GRS获取火星表面元素组成信息后判断火星地表氧原子最丰富(也即最有可能存在水)的地段；MARIE将测量对火星影响最大的深层宇宙射电环境，为未来与射电有关的火星探险做前期准备。整个“2001火星奥德赛”计划预计将持续两个火星年(或46个地球月)。

对多数地球上的旁观者而言，“2001火星奥德赛”计划最具吸引力之处不是它将完成多少科学实验，而是它在前往火星途中每隔10分钟发回一组信号，NASA的工作人员根据这些信号由计算机处理生成一幅在互联网上公布的模拟图，显示“2001火星奥德赛”目前在宇宙中“看到”的景象。NASA方面显然已经了解到：在如今这个时代，对航天器通讯设备的要求已经不仅是出于技术与安全上的考虑，也是为了让公众有实时的参与感。

这种“宇宙探险纪实片”的拍摄是从1996年发射的火星探测器“Pathfinder”开始的。1997年“Pathfider”登陆火星时，上百万地球观众挤进互联网上的相关网站观看这辆小车如何在火星表面爬行，对它传送回的短片惊诧不已。不过，按照NASA马歇尔航天飞行中心的数码电视专家介绍，这不过是“伪造的”录像：“观众看到的不过是由一台静止照相机拍下的照片的串联。”可以理解的是，NASA当时别无选择：“Pathfinder”只配备了一个小型探测器，为它在充满尘埃的火星大气中提供能源只有有限的太阳能。在气候条件良好时，“Pathfinder”获得的图像可以以每秒几千字节的速度用微波的方式传回地球，而这个速度比现在普通家用计算机的Modem速度低近20倍。不仅如此，大部分信号还会逃逸到宇宙中。NASA的深层宇宙网络(Deep Space Network)竭尽全力也只能捕获残余的少量信号。然而，假如有朝一日人类真的登上火星，让地球上的观众最直接地目睹这一过程的重要性已经不亚于火星登陆的其他技术问题。

不过这一问题也已经有人下决心解决。Dreamtime是美国一家一直帮助NASA更有效益地利用NASA的太空图片资源的公司。他们已经计划将高清晰度电视摄像机送入地球轨道，以目前美国军用卫星上使用的激光传输的方式把宇宙中的景象拍摄成纪实影片送回地球播放。这项技术其实自1992年起就已在NASA的相关实验室中开始研究，因此Dreamtime方面对在2015年左右实现太空直播颇有信心。

美国资深航天科技作家列奥纳德·大卫(Leonard David)1999年就曾预言：“在21世纪开始的几十年里，火星将比太阳系里任何其他行星接受更频繁的访问。从地球到火星的广袤宇宙中将布满来自各个国家的飞行器跋涉的足迹。每一个国家都想在火星表面或轨道上留下自己的长期探测器。这支由各种轨道运行器、登陆舱、行走探测器、样品回送机、气球乃至微型飞机构成的庞大舰队最终可在2014年左右使人类的足迹踏上这个红色星球。”现在看来，大卫预言的舰队中还少了电视直播车。NASA的许多实验室目前的设想是：载人飞船于2018年离开地球，2019年7月、“阿波罗11号”登月50周年纪念时登上火星。与2014年相比，2017年显然是一个更适合在火星上拍电视的年份。

(图片均为本刊资料)

“火星奥德赛”探测器