? ? ? ? ? ?航天時(shí)代?火星探索?人類(lèi)第一顆環(huán)繞地外行星飛行的探測(cè)器“水手9號(hào)”
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2021-06-20? ?青野云麓?
1971年5月30日，“水手9號(hào)”發(fā)射升空。這是人類(lèi)第一顆火星軌道器，它的探測(cè)結(jié)果，顛覆了我們對(duì)于這顆紅色星球的認(rèn)識(shí)，并為未來(lái)的火星探測(cè)打下基礎(chǔ)。
此時(shí)此刻，在火星軌道上，有多達(dá)6顆探測(cè)器正在圍繞火星運(yùn)行，包括3顆美國(guó)探測(cè)器，2顆歐洲探測(cè)器以及1顆印度探測(cè)器。
但如果向前追溯，人類(lèi)第一顆進(jìn)入火星軌道的探測(cè)器，同時(shí)也是人類(lèi)圍繞其他行星運(yùn)行的第一顆探測(cè)器，是上世紀(jì)70年代初的“水手9號(hào)”。它于1971年5月30日發(fā)射升空，并在同年11月份抵達(dá)火星。這顆探測(cè)器的探測(cè)結(jié)果，顛覆了我們對(duì)于這顆神秘紅色星球的全部認(rèn)識(shí)。
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前赴后繼
在“水手9號(hào)”之前，NASA已經(jīng)執(zhí)行過(guò)幾次火星探測(cè)計(jì)劃，但那些都是飛掠探測(cè)。在行星探測(cè)的早期階段，美國(guó)宇航局的策略是每次都發(fā)射“一對(duì)”探測(cè)器，以便確保一旦有一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題，另一顆探測(cè)器能夠接過(guò)火炬繼續(xù)前進(jìn)。
1965年，水手4號(hào)成為首個(gè)飛掠火星的探測(cè)器，拍攝了首張近距離的火星地表圖像，而它的姊妹飛船“水手3號(hào)”在發(fā)射時(shí)爆炸失敗了。
四年之后，“水手6號(hào)”和“水手7號(hào)”僅僅間隔幾天時(shí)間先后飛過(guò)火星?！八?號(hào)”甚至還首次拍攝了火衛(wèi)一“福波斯”的照片。
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這些都是相當(dāng)成功的任務(wù)。然而，要想更進(jìn)一步加深對(duì)于火星的了解，科學(xué)家們需要長(zhǎng)期的連續(xù)觀測(cè)，更詳細(xì)了解火星上的季節(jié)變化，大氣，磁場(chǎng)和地表情況。
NASA在“水手8號(hào)”和“水手9號(hào)”上增加了更多載荷，它們計(jì)劃成為第一批人造火星衛(wèi)星。由于軌道器的任務(wù)時(shí)間相比飛掠探測(cè)要長(zhǎng)得多，因此它們還需要攜帶更多燃料，安裝更強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)。于是，這兩顆探測(cè)器的質(zhì)量幾乎相當(dāng)于水手6號(hào)和7號(hào)的兩倍。
“水手8號(hào)”先行出發(fā)，1971年5月9日發(fā)射，但不幸的是，這次任務(wù)的壽命只有短短的6分鐘：由于火箭上面級(jí)主引擎故障，這顆探測(cè)器的命運(yùn)是一頭墜入波多黎各島以北大約560公里的大西洋上。
緊接著，1971年5月30日，“水手9號(hào)”接替升空。這一次，這艘飛船成功抵達(dá)了太空，朝著火星飛去。
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未來(lái)火星計(jì)劃的奠基者
在太空飛行167天之后，水手9號(hào)于1971年11月14日抵達(dá)火星。它的主引擎點(diǎn)火15分鐘進(jìn)行減速，最終成功進(jìn)入了圍繞火星運(yùn)行的軌道——這是NASA歷史上的一個(gè)偉大時(shí)刻。
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不過(guò)，在太空里，事情很少能夠完全按照計(jì)劃發(fā)展，“水手9號(hào)”現(xiàn)在已經(jīng)做好了拍攝圖像的準(zhǔn)備，但是火星本身卻出了問(wèn)題——就在“水手9號(hào)”飛向火星的途中，這顆紅色星球上從9月份開(kāi)始出現(xiàn)劇烈的全球性沙塵暴天氣，很快就覆蓋了整個(gè)星球，從軌道上根本無(wú)法看清地表。
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“水手9號(hào)”眼中的“奧林匹斯火山”，這是太陽(yáng)系最高，最大的山峰——一座死火山
其實(shí)這本身就是一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)——天文學(xué)家此前就懷疑火星上存在著這樣的“超級(jí)沙塵暴”，但是這是他們第一次有機(jī)會(huì)直接觀察到這種場(chǎng)面。
不過(guò)，這也意味著NASA現(xiàn)在必須等待。在彌漫全球的沙塵之中，“水手9號(hào)”看到幾座巨大的火山突兀地聳立著，那是火星塔爾西斯高原上的三座大型火山，以及更加巨大的“奧林匹斯火山”，這是太陽(yáng)系中最大，最高的火山。
直到1972年1月份，這場(chǎng)曠日持久的沙塵暴才逐漸平息下去。當(dāng)面紗最終揭去，人類(lèi)目睹的是一個(gè)充滿變化和多樣性的星球。
透過(guò)“水手9號(hào)”的“眼睛”，NASA的科學(xué)家們看到了古老的河床，撞擊坑，巨大的死火山，峽谷，極地沉積物，沙塵暴，冰晶云，還有皚皚的白色晨霧。
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目睹此情此景，火星上是否曾經(jīng)存在過(guò)生命的問(wèn)題再次凸顯出來(lái)了。而很顯然，要想回答這些問(wèn)題，最好的辦法是向地面上發(fā)射著陸器。正是基于“水手9號(hào)”的探測(cè)結(jié)果，確保了后續(xù)“海盜”號(hào)著陸計(jì)劃的圓滿成功。
而我們的主角“水手9號(hào)”，它在一年左右的時(shí)間里圍繞火星運(yùn)行，傳回了7329張照片，拍攝區(qū)域覆蓋了火星表面80%的區(qū)域。
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巨大的峽谷，以及水手9號(hào)的命運(yùn)
“水手9號(hào)”最大的發(fā)現(xiàn)是火星上一條綿延超過(guò)4000公里的超級(jí)大峽谷，這幾乎是美國(guó)科羅拉多大峽谷的10倍，深度超過(guò)7000米。這條超級(jí)裂谷切割了火星幾乎1/4的周長(zhǎng)。
這個(gè)巨大的峽谷后來(lái)被以“水手9號(hào)”的名字，命名為“水手谷”（Valles Marineris）。后來(lái)的幾十年時(shí)間里，科學(xué)家們一直為這個(gè)超級(jí)峽谷的成因爭(zhēng)論不休，但其中至少有一個(gè)研究小組認(rèn)為這個(gè)峽谷的形成可能與火星上的板塊運(yùn)動(dòng)有關(guān)。
“水手9號(hào)”還傳回了火星南極的圖像，那里的沉積層顯示火星歷史上曾經(jīng)擁有不同的氣候環(huán)境。在那之后，NASA一直持續(xù)關(guān)注火星極地研究，后續(xù)的“火星全球勘測(cè)者”（MGS），“2001火星奧德賽”，以及“火星勘測(cè)軌道器”（MRO）都對(duì)火星極地開(kāi)展了詳細(xì)觀測(cè)。
除此之外，“水手9號(hào)”還在火星表面發(fā)現(xiàn)了大量蜿蜒的干涸河道，很顯然這是過(guò)去流水留下的痕跡，它還獲取了更加近距離，因而更為清晰的火衛(wèi)一和火衛(wèi)二圖像。“水手9號(hào)”的探測(cè)結(jié)果顯示，火星是一個(gè)快速變化的世界。
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在軌道上運(yùn)行差不多一年時(shí)間后，“水手9號(hào)”用于進(jìn)行軌道維持的氣體幾乎耗盡了。1972年10月27日，NASA最終決定關(guān)閉這艘飛船。至今，“水手9號(hào)”還在火星軌道上安靜，沉默地飛行著，只是它的“體溫”已經(jīng)和宇宙空間背景成為一體。
NASA預(yù)測(cè)，由于軌道高度較高，“水手9號(hào)”可能會(huì)一直運(yùn)行到至少2022年，在那以后的某一天，這顆小小的探測(cè)器將會(huì)墜入火星大氣層，粉身碎骨。