[新浪科技综合]从地球到火星 | 细数那些年造访火星的人类使者新浪科技综合2020-07-21 17:19:450阅

来源：中国国家天文
近日，阿联酋发射了自己的首颗火星探测器“希望”号，揭开了新世纪火星探测大幕。火星是太阳系中与地球最相似且距离第二近的行星，因此成为目前除地球以外人类研究程度最高的行星，人类用空间探测器对火星进行探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。

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图1/13地球（左）与火星（右）的大小对比图。版权/NASA三个发展阶段
人类的火星探测起步于20世纪60年代，到今年6月底，全球共实施了44次探火活动，美国21次，苏俄19次，日本1次，欧洲2次，印度1次。完全成功或部分成功23次，成功率约53% 。完全成功的19次，成功率约43% 。所以，探测火星十分不易，主要原因是火星距地球遥远，环境复杂。
迄今，成功登陆火星的探测器有8个：
“海盗”1号、2号， “火星探路者” ， “机遇”号、“勇气”号、“凤凰”号、“好奇”号、“洞察”号
目前正在工作的轨道器有6个：美国的“火星奥德赛”、“火星勘测轨道器”、“火星大气与挥发物演变” ，欧洲的“火星快车”和“微量气体轨道器” ，印度的“曼加里安”
正在工作的着陆巡视器有2个：“好奇”号和“洞察”号

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图2/13美国海盗-2在火星着陆示意图。版权/NASA总的来讲，全球火星探测经历了以下三个发展阶段。
1960—1975年为第一阶段，这是探火的第一次热潮，共进行了23次发射。
1976—1990年为第二阶段，火星探测进入了低潮期，只有苏联进行了2次火星探测器的发射，但是都失败了。
20世纪90年代至今为第三阶段，探火的第二次热潮，共进行了19次发射。探火的主要是为了科学和工程目的，尤其是美国实施了庞大的“火星生命计划” ，发射了不少新型火星探测器，成就斐然。欧洲空间局、印度也成功探测了火星，打破了美苏在火星探测领域的垄断。

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图3/13测试“洞察”号火星着陆器。版权/NASA早期美苏竞争
1960—1975年，苏美在火星探测领域开展了激烈的竞赛，结果美国技高一筹，探火的成功率明显高于苏联。
在这期间，苏联先后发射了多个“火星”系列探测器，但大部分失败了。其中火星-3着陆舱在火星表面软着陆，虽然仅发送20秒钟电视信号，但它是第一个到达火星表面的探测器；火星-5是苏联首个进入火星轨道的探测器，并发回火星照片；火星-6在着陆过程中对火星大气进行了观测，发回了火星大气参数。
1976—1990年，全球火星探测进入低潮期，只是在1988年，苏联发射了火卫-1、2探测器，但仍没有逃脱失败的命运，未能传回科学数据。

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图4/13苏联火星-3着陆器于1971年在火星表面着陆，但仅工作20s后就由于未知原因与地球失去联系。版权/wikipedia与之相比，同一时期的美国火星探测活动要好许多。美国向火星发射了数个“水手”系列探测器，其中4个成功，尤其是水手-4从离火星约1万千米的地方掠过，回传了第一张火星表面的照片，这也是第一张从除了地球以外另外一个行星上拍的照片，它共传回了21张火星近距离的照片，探测到火星的大气密度不足地球的1%；水手-9于1971年成为世界第一个进入火星轨道的探测器，拍摄了85%的火星表面，并为后来的海盗-1、2在火星着陆探测选定了地点。
1975年，美国先后发射了海盗-1、2探测器，是世界第一对通过一次发射完成环绕探测和着陆探测两种探测方式的火星探测器。轨道舱对火星空间环境、火星地表以及火卫1、火卫2进行了观测；着陆舱分析了火星土壤，测量了风速、气压和温度，并确定了火星的大气成分。 “海盗”在火星软着陆为后来的火星着陆探测奠定了基础。

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图5/13水手-4号拍摄的第一幅火星数字图像（手工上色）版权/NASA
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图6/13美国水手-4火星探测器版权/NASA目前美国领先
1990年后，全球火星探测活动转暖，美国在时隔17年后，率先于1992年发射了“火星观测者”探测器。不过，它在即将到达火星时与地球失联。
经过4年技术改进后，美国于1996年开始实施庞大的“火星生命计划” ，即寻找火星生命。在这一年里，美国先后成功发射了“火星全球勘测者”和“火星探路者”探测器，以确定火星上是否存在生命。

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图7/13美国“火星全球勘探者”在轨工作示意图。版权/NASA“火星全球勘测者”比“海盗”轨道舱成像系统的分辨率有了很大提高，使科学家们对火星表面的演化史有了更深入的认识。

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