□作者: 司马杭仁

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　　开往火星的欧洲快车
　　
　　2003年的6月是一个令全球航天界、天文界乃至整个科技界及其爱好者兴奋不已的月份，因为在这个月里，欧洲和美国分别发射了各自的火星探测器。这不是什么巧合，而是由于2003年8月27日火星与地球的相对距离最近（约5000多万千米，该距离每5万年才遇到一次），这意味着在6月份发射探测器到达火星的时间最短。所以，欧洲和美国在同一个月里使出各自的“看家本事”，其中欧洲火星探测是“大姑娘上轿头一回”。
　　2003年6月2日，欧洲空间局用俄罗斯联盟-FG火箭发射了它的第1个火星探测器——“火星快车”，率先拉开了新一轮火星探测的热潮。欧洲是继苏联、美国和日本之后世界第4个发射深空探测器的国家或组织。“火星快车”计划的最大特点是“节俭”、“合作”与“多能”。此次计划的成本是历次人类火星探测计划中费用较少的，为3.35亿美元。“火星快车”探测器之所以没有搭乘欧洲“阿里安”火箭升空，其原因就是因为用“阿里安”的费用要比用“联盟”火箭高出许多。此外，探测器上安装的立体相机也是1996年俄德联合发射失败的火星-96探测器上所用装置的改进型，所以没有另外付出太多费用。
　　
　　该探测器由1个方形轨道器和1个名叫猎兔犬2号的着陆器组成，其中轨道器设计寿命为2年，猎兔犬2号着陆器的寿命为2个月。它们在大约6个月后抵达火星轨道，主要任务是在火星上寻找生命的痕迹。飞行了1个多月后，“火星快车”于2003年12月25日进入环火星轨道，并于2004年1月28日成功到达测绘轨道。除了与2003年12月19日脱离“火星快车”的猎兔犬2号失去联系外其上装载的所有科学仪器均工作正常，目前仍在工作。
　　比家用冰箱大不了多少的“火星快车”轨道器，环绕火星运行1圈需6.7小时,其任务是勘测火星地形、研究火星表面大气及矿物成分，并以雷达探测火星的水资源存量。它携带7种仪器,其中高能中子分析仪用以检测太阳风对火星大气的侵蚀与擦损；高分辨率彩色立体相机用以提供比以往任何照相机都更详细、准确、色彩完整的火星表面和大气的图像；亚表面探测雷达/高度计用以查找火星的地下水；行星傅里叶光谱仪用以研究火星大气结构；可见光与红外矿物探测光谱仪用以探测火星表面的结构；紫外与红外大气光谱仪用以测定火星大气的臭氧和水蒸汽，研究其电离层；火星无线电科学实验件用以研究火星大气的电离层和引力变化。
　　总的说来，这些仪器对火星全球进行了10米分辨率的摄影地质学测绘；对所选择的地区进行了2米分辨率的摄影测绘；以数百米至千米级的分辨率对火星全球表面进行了矿物学测绘；探测了火星大气环流特性和大气成分；探测了火星地表下数千米至永久冻土层的结构特性；对于火星大气与地表及行星际介质间的相互作用进行研究；通过无线电科学试验对火星内部、大气和环境进行研究；开展火星表面“地球化学”和外空生物学的研究。
　　
　　科学家希望这些调查能够探测到火星地下水的存在。通过收集火星过去和今天的环境信息，也将提高人类对那些影响地球环境因素的了解。比如，如果能够了解为什么火星上的水会消失，就可以更好地知道地球上的海洋是否也正面临着同样的命运。
　　欧洲猎兔犬2号着陆器原计划降落在火星赤道附近1个叫伊希迪斯的平坦的大型沉积盆地，这里有可能保存有生命的痕迹。其任务是确定着陆区域的地质、矿物含量和化学成分数据，研究天气和气候等。猎兔犬2号在“火星快车”轨道器进入火星轨道的前5天与之分离，然后自由滑行进入火星大气层。按照设计，火星大气层摩擦产生的阻力可使它的速度降低，从而安全释放降落伞，最终像美国“火星探路者”那样借助气囊以弹跳方式着陆。
　　
　　到达火星地面后，猎兔犬2号应该像花瓣一样打开，伸出4个像唱片一样的太阳能电池板，为它提供180天工作所需的能量。英国布勒乐队的歌曲将作为成功降落的信号发回地球。它的约9米长的机械臂将负责探测周围的天气状况，猎兔犬2号上安装的大部分仪器设备都在这个机械臂的末端并呈扇状展开。它可以轻轻地以1厘米/6秒的速度在火星表面爬行，利用大石块的轮廓来改变方向，挖掘地洞采集样品。猎兔犬2号有别于以往其他火星登陆车之处在于,它能够直接检测出是否有有机碳，从而验证生命物质的核心的存在。
　　猎兔犬2号所携带的科学仪器有气体分析包、环境传感器和2台立体照相机、显微镜、X射线分光仪、γ射线分光仪、掘地器和岩芯取样器/研磨器等。其中的立体照相机会用全景镜头和宽视场镜头来拍摄登陆地点的照片，从而为进一步的探索做出指引，负责寻找特色岩石；显微镜将会以很高的放大倍数，近距离地观测岩石和土壤，揭示岩石的纹理；X射线和γ射线分光仪负责确定岩石的成分……
　　
　　其中“岩芯取样器”源于香港发明家兼牙医伍士铨的牙医抓钳工具的设计理念，这是中国人参与设计的仪器首次接触外星土壤。它是一个多功能的太空轻巧用具，重370克，功耗只有2瓦，可作磨、钻、挖和抓取土质样本之用。其设计融合了中国筷子的特性，使仪器可以更灵活地探取经钻磨的石块样本，因此获得欧空局的采用。
　　外型像一个蛤蜊，功能如一只小鼹鼠的猎兔犬2号，从设计方面讲，它不仅能探测地表，甚至还可以钻探到火星地表1米深处，分析土壤的年龄、水及矿物含量，分辨出180种盐分、矿物质、水和有机物质。此外，着陆器还可以记录火星大气温度、气压和风速等有关数据，探测其中是否含有甲烷这一生命新陈代谢所必不可少的排泄物，并将收集到的信息发送回地球。研究人员希望，这次火星探索能找到火星上存在水的证据。
　　除了收集火星土壤外，它还计划搜索碳同位素和水分子，甚至尝试测算火星岩石的年龄。最吸引人的是，其上的气体分析包能闻嗅火星上的大气，探测火星生命的“呼吸”。研制猎兔犬2号的皮林格教授称：“只要有生命在火星上吸收能量，它们就一定会排放出废气，事实上，猎兔犬2号连火星生命放个屁都能侦测到……就算那些生物远在1000千米之外，但只要它们释放出甲烷或其他气体到大气层，我们就会知道得一清二楚。”
　　猎兔犬2号着陆器所收集到的信息拟通过在火星轨道上的卫星发送回地面。研究人员希望这次火星探索能找到证明火星上存在水的证据。
　　
　　但是，猎兔犬2号着陆器的所有美好设想都因为故障化为乌有。2003年12月，欧洲猎兔犬2号着陆器在与火星“火星快车”轨道器分离，准备在火星表面着陆后便失踪了。最可能出现问题的是保护猎兔犬2号登陆的气囊、降落伞和登陆器自身的计算机系统。在总结教训的同时，猎兔犬2号研究小组呼吁欧空局尽快制定新的火星登陆计划。但是，以火星为目标的欧空局长期太空计划"极光"项目迄今未获得启动资金，欧洲科学家再次挑战火星显得遥遥无期。
　　

文章作者:司马杭仁
责任编辑:skylook