张图|60张图带你领略乘风破浪的火星探测史
火星，可能是日月之外人类最早注意到的天体之一，火红色的整体外观更是让这颗行星格外惹人关注。古埃及人就曾直接称火星为“红色的那颗”。
文章图片
△古埃及人看火星的假想图。来源：NASA/Mars in a Minute
红色荧惑
在许多文化里，红色的火星都和“战争、不祥”建立了联系。
中国古人称火星为“荧惑”，早在春秋战国时期，诸子百家的著作中就大量出现了对“荧惑”的记载。“荧惑守心”这一地球和火星角速率不同造成的“弯道超车”视觉现象，被中国古人视为大凶之兆。
文章图片
△荧惑守心，指火星在心宿附近发生由顺行转为逆行/由逆行转为顺行的过程中停留了一段时间的现象。来源：《武英殿二十四史·史记·宋微子世家》影印版
英文的火星“Mars”则是罗马神话中战神“玛尔斯”的名字，连带着两颗小小的卫星都被命名为Phobos和Deimos，这是希腊神话中战神两个儿子的名字，意为“害怕”、“恐怖”。
文章图片
△火星、火卫一和火卫二。来源：NASA
描绘火星
十七世纪，望远镜问世，但在此后的三百多年里，人类主要借助火星冲（日地火近似呈一条直线）这样的“自然窗口”才能更清楚地看到火星表面形貌。在每26个月一次的火星冲附近，火星可以达到离地球最近的位置，许多火星表面地图，都是天文学家们基于火星冲时期的观测绘制的。
文章图片
△实际地火最近会发生在火星冲附近而未必是刚好重合，因为地火轨道都不是完美的圆而是椭圆的。动图是2016年火星冲的例子，这次地火最近（closest approach）比火星冲（opposition）晚了8天。来源：NASA's Scientific Visualization Studio [2]
1840年，德国天文学家约翰·海因里希·冯·马德勒和威廉·比尔发布了第一张完整的火星地图，这也是第一张用经纬度标注地球以外行星的地图：火星的0度经线被定义在小型撞击坑艾利-0所在之处。
文章图片
△尔在1840年发布的首张火星全球地图；（右）直径约500米的艾利-0撞击坑，位于直径40千米的艾利撞击坑内部。来源：MGS MOC [3]
此后三十年间，也有各种版本的火星地图陆续问世，并用各自的命名方式给火星地貌命名，但最终一统江湖的，还是时任意大利布雷拉天文台台长的乔凡尼·斯基亚帕雷利用1877年火星大冲时期的观测绘制的火星地图。地图中使用的诸多火星典型地貌命名被后人广泛采纳，沿用至今。
文章图片
△乔凡尼·斯基亚帕雷利绘制的火星全球地图和地图中沿用至今的火星地名（红圈），此图相比于原图做了经度显示范围的调整，注意纬度显示是不均匀的，而且范围只在北纬50°-南纬80°之间。修改自：斯基亚帕雷利1877火星地图
似乎一切都在向着越来越好的方向发展，彼时的人类虽然装备有限，但依然在一点一点增进对火星的了解。只是，谁也不知道为啥这路走着走着就走歪了。
“运河”迷思
从彼时的权威人士乔凡尼·斯基亚帕雷利开始，一些天文学家认为自己通过望远镜在火星表面看到了越来越多“线性沟槽”。在此后的近百年里，人们开始相信火星表面确实“阡陌交通、沟壑纵横”，这些“沟槽”是火星人为灌溉而建造的“运河”。
文章图片
△到了20世纪初的火星地图中，火星地图已经成了这样。注意，早期的火星地图和如今的火星地图多为南北镜像反转的，这张也需要南北翻转一下才能得到和上图一致的位置。来源：罗威尔1896-97地图，发表于1905年罗威尔天文台的年志中
于是，这些压根不存在的“火星沟槽”又让人们与火星表面的真实形貌渐行渐远，也让“火星运河”和“火星人”的错误观念一度深入人心。有机会蒙酱再和大家展开聊聊这段“火星运河荒唐史”。
直到探测器时代的来临，这些迷雾才终于被无可争议的观测事实所拨开。而我们的故事，就是从这里开始的。
惊鸿一瞥
如果说望远镜的发明“升级”了人类的肉眼，那探测器的登场则为人类的凡胎插上了翅膀。
和“想要近距离看清火星”的望远镜时代相似，想要“近距离探测火星”，依然要等待每26个月一次的“窗口期”，只不过，这次的窗口期从“火星冲”这样“距离上的最近”（观测窗口），变为了让探测器最节省燃料的“能量上的最近”（发射窗口）。
文章图片
△每当火星相对于太阳的位置领先于地球44度角左右的时候，从地球发射的探测器经过一个椭圆轨道（也就是“地火转移轨道”）后刚好会在几个月后与火星自然相遇，这样的时机每26个月出现一次。注意，这样的发射时机并不对应于火星距离地球最近的时刻。改编自：NASA
推荐阅读
- 信息|今年海交会怎么开？一张图告诉你
- 医保|医保门诊报销将有重大改革！一图带你看懂→
- 防汛|北京发布山洪灾害风险提示，暴雨已到北部山区傍晚进城！注意这张图
- 暴雨已到北京北部山区，傍晚进城！这张图请转给家人朋友
- 主打|北京再发170万张消费券！一张图告诉你如何领、怎么用
- 医美整容乱象调查：手术台上，内科医生竟让她搜张图片“照着整”
- 官博一|手机也要走高定路线？OPPO官博一张图意外曝光新品
- 早年|原来陈红早年拍戏如此前卫，看到最后一张图，陈凯歌吃醋吗？
- 早年|原来陈红早年拍戏如此前卫，看到最后一张图，陈凯歌吃醋吗？
- 钟丽缇 |钟丽缇晒全家福，和婆婆面贴面合影，张伦硕一张图看出夫妻关系？