创下多个记录的“探路者”号火星探测器是那国家的?
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发布时间：2022-04-24 04:20
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时间：2022-05-02 07:55
1997年7月4日13时7分（美国东部时间），美国“火星探路者”号火星探测器，经过8个月的漫长旅途，终于在火星上着陆，从此揭开了人类探索火星奥秘的新纪元。
据资料显示，“火星探路者”开创了人类探测火星的多个第一：该探测器是首次向地球发回彩色三维立体照片；也是首次采用自由下降方式降落在火星表面；首次使用缓冲气囊技术；而它携带的“漫游者”探测机器人是人类首次成功地向地球之外的星球发射这种装置。
专家指出，“火星探路者”号火星探测器此次的任务是调查火星的大气和地质构造。就该探测器的结构来看，其3个侧面外侧的6个直径达6米的充气球体，即缓冲气囊，作用在于为探测器筑起一道缓冲屏障。值得一提的是，它所携带的“漫游者”火星车是个小型机器人，其电脑核心部分采用的是20MHz主频的RAD6000CPU，重达23磅，并且使用太阳能动力，而行驶速度最快可达2英尺/分钟。火星车上还有一台阿尔法—质子—射线光谱仪，能现场分析岩石的化学成分，并将分析结果传回地面控制中心。它完成了对“甲壳比尔”和“尤基”两块岩石及周围部分土壤的分析，科学家们研究发现，火星岩石成分竟与地球很相似。
“火星探路者”号探测器示意图
从发回的照片中，火星阿瑞斯平原看起来就像地球上的荒漠，有山脉、丘陵、沟谷，甚至还有陨石坑，科学家由此猜想，或许在几十亿年前，这里曾发生过特大洪水。而从火星车留下的车辙看，火星表面是一层虚土，下面是坚硬的壳层。此次探测，还使得人类对火星气候有了更深入的了解。火星当时是夏季，白天地表温度约零下十几摄氏度，夜晚会降到约-70℃，白天有微风。
那么，火星上曾有过生命吗？水是如何形成的又如何消失的？火星曾有过与地球同样的地质过程吗？这一切如今都还是谜。但是，“探路者”的火星之行已为以后的探索甚至为人类登上火星打下了基础。
事实上，“探路者”火星探测器这次着陆飞行在设计思想上与“火星全球勘测者”有着根本的不同，后者是利用已失败的“火星观测者”留下的备件制造的。
而据资料显示，此次探路者计划有以下几个主要特点：
研制工作又快又省
“探路者”使美国恢复了对火星的着陆探测，而且既有着陆器，又有漫游车，但所花的代价却比两个“海盗”号上的计算机部分还低。它的研制工作仅用了3年时间，费用只有1.96亿美元（着陆器1.71亿美元，漫游车0.25亿美元）。加上0.55亿美元的火箭费用，总硬件费用才2.51亿美元。探测器上使用的IBM公司RS6000微处理器（128兆内存）性能要远远高于“海盗”号着陆器所用的计算机。
着陆器设计适应性强
“探路者”选定气囊着陆设计是为了开发和试验新的着陆技术，使未来的着陆器能在地形条件比在火箭辅助下用着陆支柱着陆所要求的条件还要差的情况下着陆。“探路者”将以7.6千米/秒的速度进入火星大气，此后其“海盗”号式的气动外形可把速度降到0.4千米/秒。打开阻力伞后速度将进一步降至54米/秒。此后减速火箭点火工作2秒，使探测器在火星表面以上约21米处短暂悬停一会儿。探测器最终触地时的速度约为13米/秒，落地时由气囊进行缓冲。到达火星表面上的探测器包括350千克重的基地站（带太阳阵）、装在支杆上的一架相机、天气探测器以及漫游车。气囊式的着陆设计，按目前的资金水平只能用于相对比较简单的着陆装置。美国宇航局目前还正在继续开发火箭和支柱着陆系统并准备在由喷推实验室研制的“1998火星勘测者”着陆器上使用。
携带了美国第一辆无人漫游车
“探路者”的太阳能漫游车重约10.4千克，长0.66米，宽0.48米。在飞向火星过程中，它被压缩到只有0.2米高，在火星上展开后高度升到0.3米，行驶速度为0.4米/秒。
尽管“探路者”的漫游车是美国送往月球和各大行星的第一辆无人漫游车，但却不是世界上第一辆射向火星表面的漫游车。1971年前苏联的两个探测器“火星2”和“火星3”都曾携带漫游车抵达火星表面，遗憾的是“火星2”坠毁了，而“火星3”也在着陆后仅20秒就出了故障。与6轮的“探路者”漫游车不同，前苏联的漫游车采用的是滑移行走方案。另外，前苏联漫游车与基地站之间连有脐带，可以行驶到离着陆器15米的地方，而探路者是自主工作的。前苏联的漫游车带有土壤密度和承载强度测量仪器。
科学家们指出，“探路者”火星探测器此次在火星表面上将依靠3台放射性同位素加热装置来保持温度，每台装置中装有2.6克钚238。这些钚呈陶瓷状，包覆在金属内，并由气动外壳防护，以保证这种核装置不会在发生事故时损坏并使钚外泄。另外，发射用的“德尔塔”火箭的第二级和第*上安装了声信标（类似于飞机的飞行数据记录器），以便于在发射失败的情况下确定核加热装置的位置。
“索杰纳”火星车示意图
此次探路者所带的漫游车称为“索杰纳”，该车大小同微波炉相近，能在火星表面上行驶。“索杰纳”长0.66米，宽0.48米，展开后高0.3米，重10千克多，有6个轮子，行驶速度很慢，有如蜗牛，设计速度还不到1厘米/秒。它携带了3台相机和1台阿尔法质子X射线光谱仪，由车顶的太阳能电池板提供电力，并依靠3台钚238放射性同位素加热装置来为电子设备保持温度。6个轮子是铝制的，前、后4个轮子可转动，因而可就地转弯。漫游车和着陆器间通过一特高频指令与遥测系统保持联络。
“索杰纳”在探测器着陆次日走下着陆器。1998年4月6日，它开始使用APXS光谱仪对选定的火星岩石进行研究。它所研究的第一块岩石叫“藤壶嘴”，因其具有藤壶（一种水生甲壳动物）的特征而得名，大小和足球相仿。分析结果表明，这块岩石主要由石英、长石和正辉石构成，其中石英含量约占1/3。石英是地球上许多岩石的主要成分，而长石和正辉石在地球上也很常见。科学家们对这块岩石与地球上岩石极为相似感到惊讶。他们推断，这块岩石由火山形成的可能性较大。
此外，分析还表明，“藤壶嘴”与地球上一块编号为ALH84001的火星陨石在化学组成上具有相同的特征，由此说明这块陨石确属火星“来客”。
在分析了“藤壶嘴”后，“索杰纳”又开始探测另一块岩石“瑜伽熊”。它的大小是“索杰纳”的4倍。按计划应在探路者在火星上着陆后的第4天对这块岩石进行探测，但由于“索杰纳”在接近“瑜伽熊”时与之发生了碰撞，致使地面科学家向它发出了停止工作的命令，加之后来又出现了通信故障，所以直到12日漫游车才完成了对“瑜伽熊”的探测。由于相距遥远，所以从地面发往火星和从火星发向地面的无线电信号要用11分钟的时间才能到达目的地，这意味着地面上的科学家和控制人员无法对“索杰纳”的活动进行实时控制，好在“索杰纳”的行动很缓慢。
分析结果表明，“瑜伽熊”的化学组成与“藤壶嘴”不同。它含有大量的镁，而“藤壶嘴”的主要成分是石英。这说明火星上的岩石有多种多样。从7月15日传回的数据看，“瑜伽熊”更像地球上的岩石，年龄也比“藤壶嘴”老。
“索杰纳”接着对与“瑜伽熊”相距10米左右的另一块岩石“斯库比·杜”进行了探测。科学家们之所以对这块岩石感兴趣，是因为它是迄今在火星上发现的第一块白色石头。“索杰纳”探测一块岩石少则需十几个小时，多则几天，而其设计使用寿命只有1周。但目前看来，它的实际使用寿命可达几周以上。
