造价昂贵的“2001火星奥德赛”飞船已经顺利发射升空。它能够洗刷前两次探索火星失败的耻辱吗?它所携带的科学仪器肩负着怎样的使命?专家认为,真正的考验将在六个月后,即“奥德赛”进入火星轨道之际,这也是令研制它的科学家们倍感紧张的时刻。
北京时间4月8日凌晨,当地时间4月7日上午11点02分,重达758公斤、大小如同一辆小轿车的美国“2001火星奥德赛”飞船从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场用“德尔他”二 号火箭发射成功。“德尔他”二号火箭从美国东海岸起飞,然后飞过欧洲,在中东上空飞行器与火箭分离,随后以每秒11·5公里的速度飞离地球。
“奥德赛”花了三年时间才研制成功,为了避免失败,美国宇航局花了许多额外的钱,使这次发射总价值高达2·97亿美元,超出预算1500万美元,差不多是1998年10月发射“火星气候”飞船的两倍。飞船本身价值为1·51亿美元。这还没有把它今后两年半飞行工作所需的经费算进去。能够洗刷1999年的两次耻辱吗?
这次发射是美国宇航局(NASA)在1999年两艘火星飞船失败后,第一次向火星发射飞船。1999年9月23日“火星气候”飞船因工程师混淆了英制和公制的计量单位,致使飞船在火星上空坠毁。10个星期后,也就是1999年12月3日,另一艘飞船“火星极地登陆者”在着陆时,因在下降过程中登陆器腿伸开,产生的虚假信号造成登陆器已经登陆的假象,结果当登陆器还在火星上空时,就过早地关闭了发动机,使其坠落在火星上。两次失败的全部损失约为3·7亿美元。
事后美国宇航局总结教训,认为问题出在发射前没有足够的资金进行试验,并重新审视了它的火星计划。从喷气推进试验室到美国宇航局华盛顿总部都采取了顶级管理和财政检查措施,缩减了飞行任务,并曾一度计划把技术难度高、危险性大的火星取样试验飞行从2005年推迟到2011年以后(现因火星计划资金增加,又提前到2009年)。真正的考验在6个月后
这次飞船的名字来自1968年的电影《2001年:太空奥德赛》。奥德赛是古希腊神话中一位历经艰险最终回到故里的英雄,后转义指“长期的冒险”。凑巧的是1970年美国的阿波罗13在飞往月球时由于一个部件爆炸,差点导致三名宇航员丧生;而这艘阿波罗指挥舱的名字就叫“奥德赛”。按常人的观点,这个名字是不吉利的。
美国宇航局为飞船取这个名称,一是因电影名和2001不谋而合,并体现了20世纪60年代的人们对21世纪闯荡太空的向往;二是希望在经历了1999年两次失败的耻辱后,这次对火星的探索能够成功。
由于有过前两次失败的教训,美国宇航局对这次发射异常认真,增加了检查人员,反复核查问题,消除一切可能的故障。他们为此花费了1200万美元重新检查了可能导致飞船坠毁的2200个操作过程。为了确保成功,美国宇航局还砍掉了原本与它同行的火星登陆器,把火星登陆器推迟两年发射。
如果一切顺利的话,今年10月24日它将到达火星,然后缓慢下降,2002年1月进入火星上空400公里高的极地轨道,这一轨道使它可以掠过整个火星。这时对“2001火星奥德赛”的考验才真正开始,也是令研制它的科学家们感到神经紧张的时刻,因为前两艘飞船都是在进入火星轨道时出问题的。“奥德赛”面临的四大任务
“2001火星奥德赛”的研究工作将在2002年1月开始,至少持续到2004年6月。它的任务是:
第一,确定火星表面的成分,探测火星上的水和薄冰层,提供追溯火星气候历史的线索。长期以来人们认为火星表面是由石头、土壤和冰的混合物组成,但一直不知道这些物质的精确成分;
第二,通过测量整个火星土壤的氢含量,“奥德赛”将帮助我们弄清在未来的火星探险中有多少水可以利用,科学家们还希望能够找到间歇式喷泉;
第三,收集辐射数据,帮助确定火星的辐射环境对未来的载人火星飞行的潜在危险;
第四,它还将为预计在2003年发射的火星漫游器和随后的登陆器选择登陆地点,并成为未来的火星登陆器的通讯工具和行星际互联网的一个节点。它将用两年时间绘制火星表面并测量它的环境。什么样的仪器能够完成任务
完成这些任务靠的是它所携带的科学仪器:热辐射成像系统(THEIMS)、伽马射线光谱仪(GRS)、火星辐射环境试验装置(MARIE)。
热辐射成像系统将用高分辨率照相机和热红外成像光谱仪绘制火星的矿物图和表面的几何图形。它还能找到火星上的热区————比如仍在沸腾的火山或散热风口。最近发现火星过去有过较大规模的火山爆发,增加了在火星找到生命的可能性。科学家认为火星生命可能会由于火山的存在而存在。
伽马射线光谱仪用来获取火星全球表面的元素成分。除了水以外火星上似乎没有其他含氢的化合物。伽马射线光谱仪发出的射线能深入到地下1米寻找冻土层。伽马射线光谱仪使科学家能仔细研究火星的地球化学状况。假如火星过去有过海洋,该仪器就能找到相应的指标。
火星辐射环境试验装置毫无疑问是用来测定火星环境里的辐射状况的。
另据塔斯社报道,在“2001火星奥德赛”飞船上用于在火星找水的高能中子探测器是由俄罗斯宇航研究所制造的,且完全用的是俄罗斯的资金。三国探索火星,美国独占鳌头
飞往火星这颗太阳系里惟一和地球类似的星球是人类多年的愿望。然而在飞向它之前必须了解它。自1960年以来,人类已向火星发射了三十艘无人飞船,对火星进行了详细的研究,总成功率为40%。
前苏联在1960年10月10日向火星发射了世界上第一艘无人飞船,但未到火星即失踪。到1988年为止,前苏联共发射了15艘飞船,失败了11次,只有4艘飞船成功到达火星并取得了一些数据。俄罗斯只在1996年发射了一艘“火星96”飞船,刚发射完即坠毁。
美国自1964年11月以来发射了13艘无人飞船,其中5艘在到达火星后或在途中出了问题,其他8艘均成功到达,并送回了大量数据资料。“海盗”1号和“海盗”2号以及“火星寻路者”则成功地在火星表面登陆。
日本在1998年7月4日发射过一艘火星探测飞船,由于推进器问题推迟了到达火星的时间,随后便围绕太阳运转,成了一颗在太空长期漂泊的小行星。火星面貌仍然扑朔迷离
火星探险飞船送回的资料表明,火星上有火山活动的迹象,有古代湖泊、河床及海岸线的踪迹,这暗示着火星曾经是温暖潮湿的。于是出现了两个火星演变理论,一个推测火星曾经温暖而潮湿,有浓密的大气层,后来这些大气流失到太空中去了;第二个理论推测火星一直处于冻结状态,水深藏于地下,当温度周期性升高时,才会在表面出现。去年科学家根据火星全球测量飞船送回的照片分析,认为火星上有沟渠。
美国1996年11月发射的火星全球测量卫星现在仍在绕火星运行,差不多每六个月就会传送给我们一个“新”火星。火星的地貌远不同于前几年得到的情况,这表明需要重新审视有关火星的过去和现在的理论,研究如何开发火星表面和发射未来的载人火星飞船。十年内还有六位后继者
为进一步弄清火星情况,为载人火星飞行打下坚实的基础,在今后十年里美国还将发射一系列无人火星探测飞船。2003年6月将发射以欧洲宇航局和意大利宇航局为主、美国宇航局参与的“火星快车”飞船。它将携带一个“甲虫”2号登陆器和1996年因搭载俄罗斯“火星96”而坠毁的火星地震仪。2003年5月至6月美国将发射“2003火星探测漫游器”,它的活动范围将超过“火星寻路者”,每一个火星日走100米。2005年发射“火星再认识轨道飞行器”。2007年发射“灵巧登陆器”和“长期漫游器”。完成在火星表面取样的飞行任务,第一次大约在2014年,第二次大约在2016年(现在据说要提前到2009年)。(乔阿光)(南方周末)
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