美航宇局新的火星探测计划荷勃1996年美国航宇局将进入火星探测的一个新纪元。这一年麦道公司的德尔它2运载火箭将发射火星探路者，以闯出通往这颗红色星球的一条新路。此后，美国航宇局计划每隔26个月进行一次火星探测任务，并可能最终在２００５年将火星尘埃的样品送回地球。 火星探路者的发射窗口是今年１２月５日到３０日。明年7月4日，该探测器的着陆部分将在火星北纬19.5°、西经32.8°一个称做阿瑞斯谷的地方进行１９７６年９月海盗２号着陆以来的第一次火星着陆。与庞大而昂贵的海盗号探测器相比， 火星探路者可以说是一个太空小矮人，但它却担负着开辟经济而有效的未来行星际飞行之路的重任。 火星探路者部分地体现了美国航宇局近来贯彻的“更小、更快、更好和更省”的方针。它的造价为2.7亿美元，还不到海盗号计划的10%。它将装在充气的气囊里“摔”到火星表面上，着陆方法可以说“朴实”到了极点。如果着陆成功，称为旅居者的人类第一辆火星漫游车将部署到火星表面上。这辆漫游车重11.5公斤，大小 和一台微波炉差不多。 火星探路者本来准备作为火星环境勘测（ＭＥＳＵＲ）着陆器网络中的第一个成员。ＭＥＳＵＲ计划是称为发现的一项新的低成本空间探测计划的一部分，现已被取消，但火星探路者作为发现计划的一项任务被保留了下来。 由锥形防热罩保护的火星探路者将以每秒7.6公里的速度以14.2 °的进入角闯 入火星大气层，并在32公里的高度上遇到25g的峰值冲击。当速度在10 公里高度上 减至２马赫时，降落伞将打开。防热罩和降落伞在包在气囊中的探测器撞到火星表 面上并“乱蹦乱跳”长达２分钟的过程中将被甩掉。 气囊摊开后，着陆器上将露出三个花瓣形的太阳能帆板，以提供16瓦的电力。 装在一根可展开杆上的一个小型立体成像彩色相机将拍摄21年来的第一批火星表面 照片。探测器上的多个彩色滤光镜将帮助确定火星表面上有什么矿物，而一些小磁 铁则将帮助确定火星尘埃中的磁性成分含量。在落向火星表面过程中就已开始对火 星大气进行分析的一些仪器在火星表面上将继续工作。一台高度一体化的高性能商 用多功能计算机宇航电子组件将在这里进行使用鉴定。装有阿尔法／质子／X射线光谱仪的旅居者小型漫游车(又称作微型漫游车飞行试验件)将从三个太阳能帆板中的一个上部署出去，用以评估今后的漫游车所需的技术。 旅居者漫游车长0.63米，宽0.48米，高0.28米，底部离地高度0.13米。它是一种智能型漫游车，在奔向根据着陆器拍摄的图像确定的目标的过程中能识别危险物 并绕过它们。旅居者在其顶部装有它自己的平面太阳帆，它的车架悬挂装置使其能爬过小的岩石。 重325公斤的着陆器预计可在火星上坚持工作30天左右，漫游车可工作7天。但实际上旅居者只用4个火星日(火星日同地球上的一天基本上一样长) 就可完成其科 学和技术试验工作。
火星勘测者在由喷气推进实验室制造的火星探路者到达火星表面之后，由洛克希德·马丁 公司制造的另一颗航天器，即火星全球勘测者（ＭＧＳ）也将随即进入火星轨道。该探测器也将由德尔它２运载火箭发射，发射时间比火星探路者还早一个月，即今年11月发射。它将从极轨道上提供火星全球地图和矿物分布方面的资料，并将监测火星的磁场。 1050公斤重的火星全球勘测者将于明年9月到达火星， 并通过常规发动机点火 制动进入火星轨道。此后它将再通过一系列空气动力减速机动于1998年1 月进入预 定的倾角93°、高367公里的太阳同步圆形运行轨道。 美国航宇局希望该探测器能 在轨工作到2000年1月。 空气动力制动技术在麦哲伦金星轨道器运行的最后阶段曾进行过验证。所谓空 气动力制动就是让航天器在其轨道低点上进入大气层顶部，利用大气阻力进行减速 和降轨。这种做法可以节省一些星上推进剂。 图1〓〖WB〗将在1998年开始陆续发射的火星勘测者 造价低廉的火星全球勘测者将装有已丢失的火星观测者探测器上携带的部分试验仪器。火星观测者是美国航宇局的大型计划之一，由洛克希德·马丁公司建造，耗资达8亿美元左右。该航天器在1993年8月准备进入火星轨道时由于推进系统中发生爆炸性气体泄漏而失控，星上装有磁强计、电子反射计、激光高度表、轨道相机、 中继无线电系统和无线电科学仪器等。 火星全球勘测者是美国航宇局新的火星勘测者计划中的首项任务。由于该局没有足够的资金开展大规模、高投入的计划，因此决定通过成本效益较好的火星勘测者计划来回答一些有关火星的基本科学问题，特别是火星气候、水的演变史和未来的火星是否适合生命存在等问题。 在火星全球勘测者之后，美国航宇局下一步计划于1998年12月和1999年1月用该局的中轻型运载器分别发射一个火星勘测者轨道器和一个着陆器。随后还将分别 在2001年、2003年和２００５年再发射几个火星勘测者着陆器，并将在2003年再发射一个轨道器。这些着陆器和轨道器有可能被用作其它国际性探测飞行的数据中继 站。1998年和１９９９年发射的轨道器和着陆器将由洛克希德·马丁公司制造，重 量为400～500公斤。 火星勘测者将采用火星探路者的技术以及最先进的微电子器件和轻型材料，以减小尺寸和体积。这对不断降低后续飞行任务的费用会有一定效果，发射用的火箭 也可小一些。随着不断的改进，后发射的火星勘测者要比先发射的轻一些，体积也小一些。 1999年初发射的火星勘测者着陆器将是人类送往火星两极（南极）的第一颗航 天器，预计将降落在洁净冰层与有尘埃冰层交替的冰面上。这种冰层结构对于人们 研究该行星上准周期性的气候变化很可能会有重要启发。由于火星运行轨道的原因， 这次发射将是今后10年间向火星极区发射航天器的唯一一次机会。 １９９８年底发射的火星勘测者轨道器将携带重1 公斤的一台先进光学广角相机。这台相机由马林空间科学公司制造，重量仅为该公司制造的火星观测者备用相 机（现已装到火星全球勘测者上）的二十分之一。该广角相机将拍摄每天的天气图，分辨率可达约1公里。另一台分辨率为40 米的中角度相机将用于研究由大气条件和 风的变化引起的火星表面的交替变化情况。轨道器上还将装一台称作压力调制器红外辐射计（ＰＭＩＲＲ）的大气测量仪器，用以测量大气温度分布和监视水蒸气与 尘埃的含量。 马林空间公司还在为１９９９年发射的着陆器制造一台广角相机，用以在着陆 器降落伞在约８公里的高度上打开10秒后和用火箭辅助降落之前拍摄广角全景图像。 着陆地点将根据火星全球勘测者拍摄的高分辨率图像选定。着陆器拍摄的图像将揭示着陆区周围较大范围的地形地理分布，并帮助轨道器拍摄着陆地点的图像。 着陆后，着陆器将给由加利福尼亚大学制造的16.7公斤重的火星挥发物与气候勘测者仪器通电。着陆器有效载荷的另一部分是装在一根杆上的气象组件，上面带 有传感器，用于记录大气压力、温度和风的数据。安装在杆上的一台成像仪将摄取 景物的立体图像。一根2米长的机械臂则将挖掘火星表面， 并把表面样本送给热与放出气体分析仪，以确定其中冰和结冰的二氧化碳的含 图２〓火星探路者的旅居者漫游车将用４个火星日完成其试验任务 量。这个机械臂是美国航宇 局旨在验证未来飞行任务要用的部件技术的新黄金时代计划的一部分。
国际合作俄罗斯航天局除了为上述轨道器的ＰＭＩＲＲ仪器提供部件外，还可能将为上 述着陆器提供一种仪器。该着陆器可能要携带的仪器包括测量大气尘雾的一种激光 测距仪或测绘土壤密度变化和可能存在的地下水的一种电磁探测器。 俄罗斯1994年的一项火星探测任务和原计划今年要进行的使用漫游车及法国大 气探测气球的一项火星探测任务都已被取消。但俄可能将在今年１１月发射一个较 小的、重500公斤的火星探测器，用于把两个穿透装置埋入火星表面以下300毫米， 并把两台小型仪器送到火星表面上。原准备1998年发射的采用气球和漫游车的探测 任务也已取消。 俄罗斯曾计划于2001年向火星发射一辆大型漫游车，但现在看来它参与2001年发射的美国航宇局火星勘测者任务的可能性更大。这一探测器上将携带曾装到火星观测者上使用的一种伽马射线光谱仪。 原先曾有一种方案，即由美国为由俄牵头的一项火星探测计划提供一颗航天器或提供仪器，用俄闪电号火箭进行发射。但由于俄不同意免费发射，这一方案也就被放弃了。美国方面现有人担心俄参与美国的火星探测计划会打乱其对火星勘测者的逐步改进计划，而俄空间研究所也承认俄自己搞火星计划或参与美国的飞行都会遇到严重的资金问题。 2003年发射的火星勘测者可能会与欧空局合作。欧空局已提出要组建一个着陆 器网络，称作火星网（与ＭＥＳＵＲ相近）。[HTK]火星网是欧空局提出的三个项目之一，今年４月份该局将从这三项计划中选出一项。 2005年发射的火星勘测者可能要执行火星样本回送任务。这一大胆的计划没有 强大的资金保障是行不通的，因此需要向政府申请经费。尽管可以采取国际合作的方式，但估计要完成样本回送任务仍需要相当一部分资金。 |
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