为何登陆火星如此困难?

为何登陆火星如此困难?

火星并不是一个友好的地方。它寒冷、多风、贫瘠、安静,只有呼啸的沙尘暴会威胁到满怀希望的游客。这颗星球确实有点混蛋,在过去 47 年里,它设置了各种恶意的障碍来阻挠向它发射的机器人探测器。而火星通常会获胜。

自从人类开始向火星发射航天器以来的几十年里,这颗红色星球的表现一直远超人类;人类的总体成功率只有 0.411 左右——这对于耗费数十亿美元和无数时间建造的任务来说并不理想。人类已经发射了 17 个着陆器,只有 7 个安全着陆,每个着陆器的成功程度各不相同。NASA 正在尝试使用其新的火星探测器“好奇号”执行有史以来最复杂的任务,它将在第 18 次尝试中响起。火星探测器的坎坷历史让管理者们忧心忡忡,这不仅仅是因为“好奇号”的自主着陆过程十分复杂。

“这很疯狂吗?其实也不是那么疯狂——一旦你理解了它,就不会那么疯狂了。这有风险吗?登陆火星总是有风险的,”NASA 总部火星探索计划主任道格·麦克奎斯通说。“火星会给你带来各种危险。沙尘暴、大气密度、风。”

在其他星球上着陆,无论什么,都是非常困难的,尤其是当这个地方非常遥远而且极其不适合居住时。过去的着陆尝试就是证明。

人类首次机械着陆尝试以失败告终,苏联的火星 2 号着陆器因制动火箭未能发射而坠毁。火星 3 号在这次灾难发生几天后,即 1971 年 12 月 2 日抵达火星,成为首次成功着陆火星的探测器——但它在传回的数据仅 20 秒后也坠毁在尘土飞扬的火星表面。其他几架苏联探测器要么坠毁,要么完全错过了火星;随后,美国的海盗号着陆器进入火星轨道,这对美国来说是一个重大成功,它在美国建国两百周年之际进入火星轨道。

海盗号任务包括研究天气、拍摄全景景观,甚至寻找微生物的实验——实际上,这些结果仍在争论中。但单单是着陆,它们就已是成功。

在海盗号登陆火星之后的十年里,火星上再无任何探测器。苏联于 1988 年发射了火卫一号和火卫二号探测器,希望登陆火星的其中一颗卫星,但两颗探测器均未成功。20 世纪 90 年代,美国发射了几颗轨道飞行器,其中一颗失败,另一颗成功发射,但下一个着陆器在海盗号之后 20 年内才抵达火星。美国宇航局的探路者号着陆器和索杰纳号火星车于 1997 年 7 月 4 日抵达火星,并在火星表面行驶,令科学家和公众欣喜不已。

随后,火星极地着陆器(又称火星勘测者号)也计划执行任务,但由于一个工程团队使用公制单位,而另一个工程团队使用英制单位,导致该任务的轨道器丢失,最终导致重大失败。着陆器也因发动机过早关闭和硬着陆而失败。

2003 年有成功也有失败——欧洲的贝格尔 2 号着陆器(以查尔斯·达尔文的船命名)从未与地球取得联系,但火星探测器勇气号和机遇号分别抵达地球的两端,在气囊中弹跳着安全着陆并展开。两辆车的使用寿命都远远超过了保修期;机遇号仍在行驶。然而,火星最终击败了勇气号,它的轮子被困在沙子里,无法接触到足够的阳光以求生存。

麦奎斯汀表示:“大多数时候,火星都会获胜。”

美国宇航局的“凤凰号”火星着陆器是最近一次成功的任务,它在遭受北极严冬的侵袭之前拍摄到了火星雪景。现在,“好奇号”也来了,它将有史以来最复杂的有机化学实验室和地质工具送到了其他天体。它的设计寿命为整整一个火星年(相当于地球时间的两年),并将一劳永逸地查明火星是否适合居住。

但适宜居住并不意味着适宜居住。好奇号在试图攀登盖尔陨坑中心一座 1000 公里高的山峰时面临几个障碍——前提是它能够安全着陆,并能应对 8 月 5 日晚上火星上可能出现的任何沙尘暴或狂风。

麦奎斯汀表示,NASA 成立的目的是应对重大挑战,而 MSL 正是这一理念的体现。他引用罗伯特·肯尼迪的话说道:“只有敢于承受巨大失败的人才能取得巨大成就。MSL 已做好准备,成就伟业。”

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