精神号火星探测器

前言

美国“精神号” (Spirit)探测器成功登陆火星，为人类探索宇宙奥秘又迈出了一大步.在这项举世瞩目的航天工程中，指挥“精神号”登陆的首席工程师是来自台湾的李炜钧(WayneLee).年仅35岁的李炜钧能担此重任，引起无数人的好奇.

名称的由来

“精神病号”名字的由来，与美国亚利桑那州的九岁小女孩苏菲息息相关。

苏菲出生在俄罗斯，从小住在孤儿院，孤寂的她常在寒夜里仰望星空，希望有一天成为航天员；苏菲两岁时，被美国家庭认养，初到美国时，“精神”与“机会”成为她必须学习和经历的事。苏菲便以此作为两辆探险车的名字，参加命名活动并雀屏中选。

概述

航天史上，各国发射的30多个火星探测器多以失败告终.“精神病号病”是有史以来第4个成功登陆的火星探测器.自1997年“探索者号”(Pathfinder)以后，没有一次火星探测器登陆成功.俄国、日本，以及美国宇航局1999年的两次试验都相继失败.尤其是在圣诞节当日，欧洲航天局(ESA)发射的“猎犬-2”(Beagle2)火星着陆器，着陆后至今杳无音信.虽然欧洲航天局还没有宣布失败，但已希望渺茫.这些都使“精神号”的成功具有更加重要的意义.

李炜钧介绍了“精神号”经过近7个月、3亿英里的飞行后，从进入火星大气层到着陆的约6分钟的过程.这是生死存亡、惊心动魄的6分钟，稍有不慎，就会使之前的几亿英里的太空航行功亏一篑，整个火星探测计划毁于一旦.

“精神号”以12,000英里的时速冲入火星大气层后，表面温度可高达摄氏1,600度，此时隔热层将保护“精神号”不被高温解体.进入大气层4分钟后，降落伞被打开，同时向火星地面发射3颗火箭，使探测器的速度降到每小时120英里着陆.着陆时巨大的冲气气袋触及火星表面，保护“精神号”不被撞毁.

李炜钧解释，由于火星大气层稀薄，即使打开巨大的降落伞，下降速度仍能达到1000英里的时速，比在地球上跳出飞机，不用降落伞的下降速度还快，所以必须用火箭来减速.

火星表面的岩石非常尖利，类似火山石，到过夏威夷火山的人可以想像到有多危险.所以气袋是由6层Kevlar做成，Kevlar就是制警察防弹衣的材料.

精神号在接下来的3个月中，将在火星上漫游和探测，将火星的照片传回地球并分析土壤样本,以解开火星上是否有水或是生命之谜.

李炜钧说，“精神号”和“机会号”共耗资约8亿5千万美元，而欧洲的“猎犬-2”才6千万美元.火星探测计划包括无数的设计、试验、分析，是非常昂贵的工程，所幸美国有这个财力，才保证了计划的顺利实施.

登陆过程

登陆器着陆不久发回了无线电信号，确认它成功穿过火星大气层后完好无损。

数小时后，开始发回登陆地周围地形的珍贵图片。

美国太空署署长奥基夫向执行这次使命的官员们表示祝贺，而科学家们不禁欢腾雀跃。

奥基夫在记者会上说，“这是太空署的成功之夜，我们又站起来了！我对这个使命的团队非常非常自豪，我们上了火星。这绝对是个惊人的成就。”

美国和航天业过去一年经历了去年2月“哥伦比亚号”航天飞机的灾难，一直承受着巨大的压力，今天，奥基辅拿出了他珍藏了20年的香槟，与手下同庆。

艰险的旅程

“精神号”登陆器在降落伞辅助下器用六分钟降陆到火星表面，这是从地球到火星长达7个月太空旅程的最后也是最危险的一段。

美国太空署的细节活动策划人诺里斯说：“每一次火星登陆都是一次真正具有挑战性的冒险使命。很多东西都必须精确无误，而许多东西又都无法控制。所以，我想这次火星登陆并没有让我们轻松多少。我们曾在很短的一段时间里同探测器失去信号联系。但是，现在探测器安全抵达火星让我们感到万分惊喜。” 美国太空署事先在登陆器上安装了一个系统，发回登陆器穿透火星大气层时的信息。 降落过程一共持续了6分钟，“精神号”在这么短的时间内必须从每小时19000公里的高速飞行状态转变为完全静止状态，所以指挥操作这样的程序必须天衣无缝。 地球上的天文望远镜接收到一系列可听音，显示登陆器的降落伞和登陆气囊适时开启。 消息传来，美国太空署在加州帕萨迪纳的喷气推进实验室的控制人员脸上泛起笑容，欢呼起来。 又经过20分钟令人难熬的等待，他们接到了发自登陆器的无线电信号，确认登陆器能正常运作。 在过去，美国三次试图让探测器在火星登陆，有两次失败了，只有1997年探路者号在火星表面成功着陆。欧洲太空署目前仍然在搜寻失去联系的英国造“猎犬2号”，这个探测器应该在圣诞节那天登陆火星，但至今仍没有发回信号证明自己已安全登陆。

野外地质学家

“精神号”火星登陆器是两个火星登陆器中的一个，任务是获取火星上是否存在水的证据。这个火星登陆器是个有着六个轮子的地质考察机器人，其“孪生兄弟”--“机会号”将于1月下旬在火星的另一面着陆。两个登陆器造价5.45亿美元，将用三个月踏遍火星表面，探察岩石，测绘火星上的水文历史图。这次使命的首席科学家、纽约康奈尔大学的斯奎尔斯博士说，“精神号”和“机会号”将充当野外地质机器人：“他们携带着一部立体声、彩色照相机和一部红外仪器，在一定距离内就能分辨出岩石的类型。”他说，“哪些岩石似乎有意义，他们就走过去；走到跟前时，会伸出机械手，这个机械手上有很多工具，如显微镜、两部辨别岩石构成的仪器和一个研磨器，以便检查岩石内未经风蚀的部分。”“精神号”将探测处在火星赤道南部的古谢夫坑，那里可能曾经有过一个湖。登陆器登陆目标区大约为62公里长，3公里宽。现在，“精神号”将用一个星期左右的时间勘探登陆周围地区，并进行工程检查。

人类探测火星简史

1962年 前苏联火星1号探测火星，在飞离地球1亿公里时与地面失去联系，从此下落不明，它被看作是人类火星探的开端。

1965年 美水手4号探测器飞越火星，从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片。

1971年 前苏联火星2号在火星着陆。

1972年 美水手9号沿火星轨道飞行成为火星的第一颗人造卫星，环绕火星轨道进行长期考察。

1974年 苏联“火星6号”和“火星7号”探测器在火星着陆，探测结果没有公布。

1976年 海盗1号和2号在火星着陆。

1989年 福波斯1、2号飞往火星途中失踪。

1993年 火星观察者抵火星轨道前失踪。

1996年 俄“火星-96”发射失败。

1997年 火星环球勘探者进入火星轨道。

1997年 美火星探路者在火星着陆。

1998年 美国发射火星气候探测器。

1998年7月日本发射“希望”号火星探测器，但以失败告终。

1999年 美发射火星极地着陆者探测器。

2001年4月 美国发射“奥德赛”号火星探测器，发现火星表面可能有丰富的冰冻水。

2003年欧洲发射“火星快车”2009年俄罗斯探测“火卫一” 。

2003年6月 携带“勇气”号火星车的美国“火星探测流浪者”号探测器升空。次年1月“勇气”号

火星车在火星表面成功着陆。

2008年 美国美国“凤凰”号探测器成功登陆火星，任务结束后，由于电量难以维持失去联系。

2011年11月 美国发射“好奇”号核动力火星车。

美国火星探测计划

1965年 美国水手4号探测器飞越火星，从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片。1972年 美水手9号沿火星轨道飞行成为火星的第一颗人造卫星，环绕火星轨道进行长期考察。

美国近年发射的火星探测器

40多年来，火星一直是美国太空探测的重点目标之一，以下是近年来美国发射的火星探测器：

1999年1月：“火星极地着陆者”号发射，当年12月在火星南极降落过程中，着陆器以及携带的两个小型探测器与地球失去联系。

2001年4月：“奥德赛”号探测器发射，当年10月抵达绕火星轨道，并一直工作至今。

2003年：“勇气”号和“机遇”号火星车分别于6月和7月发射升空，前者目前已与地面失去联系，后者仍在超期服役。

2005年8月：“火星勘测轨道飞行器”升空，次年3月进入绕火星轨道，目前仍在火星轨道上探测。

2007年8月4日：“凤凰”号火星着陆探测器升空。它于2008年5月25日成功降落在火星北极附近区域，目前已与地面失去联系。

2011年11月26日，美国“好奇”号火星车从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，这个探测器主要用于探索火星过去或现在是否存在适宜生命生存的环境。“好奇”号个头与小汽车相当，重约900公斤，是2004年登陆火星的“机遇”号和“勇气”号火星车的5倍多，长度约为它们的两倍。以核燃料钚提供动力的“好奇”号携带的探测设备更多、更先进，在火星表面的连续行驶能力也更强。

萤火一号

萤火一号是中国火星探测计划中的第一颗火星探测器。火星在古代被称为‘荧惑’，中国第一颗火星探测器取其谐音，命名为‘萤火一号’。

上海卫星工程研究所从2007年6月中俄正式签署合作协议后，开始接到制作任务而和时间展开赛跑，原计划2009年10月探测器正式发射，研制时间只有两年多，这是中国自主研制的首个火星探测器的实体等大模型，它体重仅110公斤，本体长75厘米、宽75厘米，高60厘米，将携带照相机、磁强计等八件武器，肩负中国首次地外行星空间环境探测的重任。