世界多國進行火星探測：印度或成亞洲第一

新浪科技訊 北京時間9月23日消息，歡迎來到火星！2014年9月22日，從國外的推特，臉譜，到國內的微博和各大新聞媒體，有關美國宇航局“美文”號探測器成功進入火星軌道的消息屢屢登上熱門新聞位置。這幾天的情形的確罕見——這是火星探測史上的大日子——短短3天之內將有兩顆探測器抵達火星。分別由美國和印度發射的兩顆火星探測器將先后於9月22日和24日進入火星軌道。上一次出現類似的情形還是在將近40多年前。

紅色星球的夢魘

自古以來火星便吸引全世界各地人們關注的目光。這顆星球獨特的色充滿神秘感，引起人們極大的興趣。在西方，這顆紅色的星球讓人想到戰爭和死亡，人們將其稱之為“戰神瑪爾斯”；而在東方，中國人同樣對其充滿好奇，因其“熒熒似火，捉摸不定”，將其稱作“熒惑”。

然而所有這些也都只是停留在用眼睛去觀察而已。當17世紀初天文望遠鏡在歐洲開始出現之后，人們可以更加清晰地觀察這顆行星，並隨之出現了各種美好的遐想和發自內心的恐懼，比如洛威爾堅信的運河，還有威爾斯筆下的火星人入侵。

1957年，蘇聯成功發射第一顆人造衛星，開啟了人類的航天時代。自此，我們隊火星的認識才開始極大的豐富起來。自從1960年代以來，全球各國已經累計執行了43次火星探測任務(如果將中國與俄羅斯在2011年聯合實施的福布斯-土壤/螢火1號探測計劃分別計算，則是44次)。其中成功(包括部分成功19次)，成功率大約44%。

但在這中間卻存在一種奇怪的現象，或許可以將其歸結為“蘇聯屬於金星，美國屬於火星”。那就是，同樣作為航天大國的蘇聯，在金星和月球探測上攻勢凌厲的同時，在火星卻遭遇到高到離譜的失敗率。這當然與蘇聯較為落后的航天管理體制和粗放型技術路線有關係，但仍然不失為航天史中的一段有趣情節。

美國與蘇聯

從統計分析圖中可以看到，蘇聯到其1990年解體為止，一共向火星發射了17個探測器，但這些探測器几乎全部失敗了，只有3個取得了成功或部分成功，分別是1971年5月28日發射的火星3號；1973年7月25日發射的火星5號，以及同年8月5日發射的火星6號。但即便是這3顆探測器也是命運坎坷，火星3號包括一個軌道器和一個陸器，軌道器獲得了大約8個月的運行探測數據，陸器也安全陸，但只工作了20秒時間；火星5號於1974年2月12日抵達火星，任務只持續了9天，獲得60幅圖像；火星6號於1974年3月12日抵達火星，其陸器在火星大氣中下降過程中發回了數據，但陸后失去聯繫。

相比之下，美國的火星探測工作可謂“戰績輝煌”，順風順水。美國宇航局(NASA)一共向火星發射了21顆探測器，其中15顆几乎取得了完全的或超出計劃的成功，成功率高達70%。几乎所有的火星探測歷史第一都被美國收入囊中：1964年美國“水手4號”探測器首次成功飛越火星，發回第一批21張模糊的火星圖像；1971年，美國“水手9號”探測器成為人類首顆火星人造衛星，並發現了奧林匹斯山，大峽谷等最為著名的火星地形，今天火星上最大的峽谷——“水手谷”便是以水手9號的名字命名的。

這份清單還遠沒有結束：1976年7月20日，美國“海盜一號”，首次傳回火星地表圖像；1997年7月4日，“火星探路者”號釋放的“索傑納”小車成為第一輛登陸的火星車；“火星奧德賽”飛船，2001年發射，迄今仍在火星工作，已經超過13年，成為迄今壽命最長的火星探測器，等等。

后起之秀

冷戰結束之后，火星探測開始迎來新的參與者。最早參與進來的是繼承了蘇聯几乎全部衣的俄羅斯。1996年俄羅斯宣佈實施該國獨立之后的首次火星探測計劃“火星96”，但在發射時便發生爆炸而失敗了；然后是日本，日本在1998年發射該國第一顆火星探測器“希望號”(Nozomi)，盡管成功發射併進行了一系列在軌機動，但由於一個燃料閥門的故障，最終導致衛星推力不足，入軌計劃以失敗告終。

美蘇之外火星探測的首個成功參與者出現在2003年。這一年，歐洲空間局(ESA)發射了火星快車軌道器(Mars Express)，並搭載了英國研製的一台陸器，名叫“獵兔犬2號”(Beagle-2)。英國為它取這個名字極具深意——“Beagle”也就是當年搭載達爾文進行全球考察的英國海軍軍艦貝格爾號的名字。

不過這個好名字並沒有給英國帶來好運，獵兔犬2號陸器降落火星之后便失蹤了。不過火星快車探測器本身成功進入了火星軌道，並且從2003年工作至今，已經過去了11年的時間。

其他國家最新的一次嘗試發生在2011年。經過多次協商和計劃推遲，中國決定將本國研製的第一顆火星探測器“螢火一號”搭載在俄羅斯將要發射的“福布斯-土壤號”探測器上，由俄羅斯發射，共同飛往火星實施探測。然而不幸的是，由於俄羅斯方面火箭故障，探測器聯合體未能進入預定軌道，項目最終失敗。

亞洲的崛起

火星探測充滿挑戰，因此正如上文中提及，其失敗率相對較高。事實上，科學家們甚至還給這個現象取了一個專門的名字，叫做“火星魔咒”(Mars Curse)。在美國和蘇聯互相競爭的時代過后，亞洲國家開始逐漸參與火星探測俱樂部。到目前為止這主要是中國，日本和印度。

日本：“希望號”——設備故障

希望號在日本的正式編號為“行星-B”，由日本空間研究所和東京大學聯合研製，於1998年7月4日發射升空。探測器本身質量258公斤，並另外加載了282公斤的推進劑。希望號作為日本的首次行星際探測嘗試，其科學目標主要針對火星高層大氣及其與太陽風相互作用方面的研究，並積累用於未來探測項目的技術經驗。

按照原定計劃，希望號探測器應於1999年10月抵達火星，然而由於閥門故障，它在1998年12月21日進行的地球彈弓借力軌道飛行中未能獲得足夠大的速度增量，而探測器本身也消耗了遠比預計更多的燃料。地面工程師們緊急設計了一套輓救方案，讓希望號再多進行兩次地球飛掠借力，從而確保在2003年12月能夠嘗試進入火星軌道。然而雪上加霜的是，在2002年4月21日發生了一次強大的太陽耀斑事件破壞了希望號的計算機系統。這導致希望號使用的聯氨推進劑燃料凍結，這直接導致地面控制中心無法糾正其偏離的軌道。2003年12月14日，希望號在距離火星僅1000公里的地方飛過，非常遺憾的失去了最后的輓救機會。

中國：“螢火一號”——火箭故障

螢火一號是中國研製的第一顆火星探測器。於2011年11月8日，從位於哈薩克斯坦境內的拜科努爾航天發射場，由一枚俄羅斯的“天頂”運載火箭發射升空。這顆探測器尺寸為0.75米*0.75米*0.6米，質量為115公斤。按照原先的計劃，螢火一號在抵達火星之后將成為人造火星衛星，並開展為期約1年的探測工作。按照有關文獻(吳季等。螢火一號火星探測計劃的科學目標[J]。空間科學學報，2009,05:449-455.)的描述，探測器組合體在進入火星引力場範圍后將分離開，螢火一號將嘗試進入一個遠火點80000公里，近火點800公里的大橢圓軌道，軌道傾角小於5度，周期72小時。

根據規劃，螢火一號的主要科學目標包括：

1)探測火星空間磁場，電離層和粒子分佈及其變化規律；

2)探測火星大氣離子的逃逸率；

3)探測火星地形，地貌和沙塵暴；

4)探測火星重力場；

由於火箭故障，探測器組合體未能按計劃脫離地球引力場併進入火星轉移軌道，並最終遺憾的在2011年11月17日左右與地面失去聯繫。2012年1月15日，探測器組合體在太平洋上空墜入地球大氣層焚毀。

印度：“火星軌道任務探測器”(MOM)——9月24日嘗試入軌

又名“曼加裏安”Mangalyaan，即印地語中“火星飛船”。這艘飛船是印度在成功實施該國首次月球探測計劃之后立項並在較低的預算範圍內，在極短的時間內設計，建造並發射的。經過10個多月的飛行，現在MOM飛船已經進入了火星引力場範圍，整個印度，亞洲乃至全世界都對這一事件予以高度關注。

2014年9月24日，印度時間7:30前后，即北京時間當天10:00前后，印度MOM飛船將嘗試進入火星軌道。

主要時間點(北京時間)：

火星軌道切入(MOI)開始：10:00:02

火星遮擋開始：10:04:20

通訊中斷：10:05:02

火星遮擋結束：10::19:31

火星軌道切入(MOI)結束：10:24:16

如果印度MOM飛船此番能夠順利進入火星軌道，那麼印度就將成為繼蘇，美和歐洲之后第四個擁有火星探測器的國家(組織)。而加上剛剛抵達的MAVEN飛船，目前在火星已經有4顆軌道衛星(分別是美國的MAVEN，MRO，Mars Odyssey，以及歐洲的“火星快車”飛船)以及兩輛火星車(美國的機遇號和好奇號)。

如印度的MOM飛船能夠順利入軌，那麼屆時火星軌道將變得更加熱鬧——來自3個國家(組織)的5艘飛船在軌道上運行，地面上還有兩輛火星車。(晨風)

本文用到的參考資料來源：

http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2014/09161033-mars-orbiter-mission-arrival-timeline.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_exploration

http://en.wikipedia.org/wiki/Yinghuo-1

http://en.wikipedia.org/wiki/Nozomi_(spacecraft)

吳季；朱光武；趙華；王赤；李磊；孫越強；郭偉；黃乘利；螢火一號火星探測計劃的科學目標[J];空間科學學報；2009年05期

《行星地質學》 肖龍等 地質出版社 (2013年1月1日)(晨風)