為天問一號獻禮！「火星探索」系列專題：五、火星著陸

作者：佰思科學 | 沈東旭 邱亞明

2020年7月23日12時41分，中國海南文昌航天發射場，中國首個火星行星探測器「天問一號」搭載長徵五號遙四運載火箭發射升空，正奔向火星！從古至今，人類從未停止過探索火星的步伐。火星距離地球的最近距離為5500萬公裡，最遠距離為4億公裡。科學界一般認為，探測火星對研究宇宙演化、物質結構、生命起源等問題有重大價值，從人類未來星際移民前景來看，火星也是太陽系中最值得研究的一顆行星。由於地球和火星的公轉周期不同，兩個行星大約每兩年「相遇」一次，即地球與火星之間的距離最近，在此期間從地球上發射火星探測器可以縮短抵達火星耗時，節省燃料，降低「探火」成本。今年7月至8月迎來兩年一次的發射窗口期！北京時間20號06時58分，日本鹿兒島縣種子島宇宙中心。伴隨轟鳴，一枚H2A運載火箭發射升空，火箭上搭載著阿拉伯聯合大公國「希望」號火星探測器。這是阿聯首個火星探測器，也是今年發射窗口期啟程的全球第一個火星探測器。在這之後的7月23號,我國首個火星探測器「天問一號」發射升空，任務目標是通過一次發射，實現火星環繞、著陸和巡視探測，獲取火星探測科學數據。當地時間7月30日，美國航天局「毅力」號火星車計劃發射升空，並將攜首架火星直升機「機智」號一同前往火星。其任務包括尋找可能在火星上存在過的生命跡象，探索火星的氣候和地質特徵，收集樣本以備未來送回地球，為人類登陸和探索火星探路等。

在這一具有歷史性意義時期，佰思科學特別推出「火星探索」系列專題，回顧人類從古希臘至今探索火星的過程及有趣的故事，這是世界各國科學家一代接一代的傳承。而「天問一號」的發射，也標誌著我國在探索火星中，走在了世界的前列！

佰思科學「火星探索」專題總計8篇，從「望遠鏡裡的火星」開始，以「天問來了」結束。感興趣的，請持續關注我們！

火星著陸

1976年7月20日，火星克裡斯平原。

天氣晴朗，萬裡無雲。突然，一顆火流星衝入火星大氣層。不多時，火焰不見了，而天空中出現了一個小黑點，向火星表面急速下墜。到了6000米高度時，黑點上又冒出來一個白色的降落傘，黑點的下降速度一下子慢了下來。到了1500米左右時，已經能看出來降落傘下面懸掛著一個長著三隻腳的物體。

即將打開降落傘（請原諒上世紀七十年代的美工特效）

此時，從這物體周圍一圈開始向下噴射出氣體，下降的速度又降低了很多。距離地面越來越近，那三隻觸角要接觸到火星表面了。。。終於，在接觸的一霎那，整個物體被輕輕彈起，又穩穩地落在火星地表。著陸成功了。

著陸前的瞬間（想像效果圖）

在旁邊目睹了這一驚人過程的火星生物，嚇得哇哇直叫，以為這是上帝派來的使者，對著這神物倒身便拜，口中稱頌不已。此段情節純屬虛構，請自動忽略。

海盜一號著陸器（攝於地球）

這是個歷史性時刻，在火星表面成功著陸的，是美國宇航局的海盜一號火星著陸器。這是人類第一個能正常工作的火星著陸器登陸火星表面。這裡所說的第一，為什麼要添加一些定語呢？原來這背後還有不止一個悲催的故事，且聽下回分解。

維京人與海上航行密不可分

這部名為海盜一號的火星探測器，英文名字是Viking，也可以音譯成維京一號。維京人是居住在北歐斯堪地那維亞半島上的古老民族，擅長航海和冒險。他們駕船四處遠航，既是武士和商人，也是海盜。通俗來講，他們打得過就搶，打不過就做生意，相當的機智靈活。在現代文化中，仍可感受到維京的影響。漫威的超級英雄雷神託爾就來自於維京神話。

電影中的雷神託爾

好萊塢的動畫電影《馴龍高手》，也是以維京人做為故事的主角。美國宇航局用維京來命名太空飛行器，代表著航天時代新的探索與徵程。

電影《馴龍高手》

在火星上著陸，時至今日都是相當不容易的事情。美國向火星發射的第一艘著陸器就能成功登陸火星，既是技術實力的體現，也有一定的運氣成分。

人類第一張火星表面照片

海盜一號登陸完成之後，立即拍攝了人類第一張「清晰的」火星表面照片。這個「清晰的」定語後面的悲催故事，容我們在下一回細細道來。人類第一張火星表面的彩色照片，也是海盜一號拍攝的。

第一張火星表面彩色照片

在降落當天，海盜一號還拍攝了人類第一張火星全景照片。

海盜一號拍攝的第一張火星全景照片

就在海盜一號著陸點不遠的地方，有一塊凸出的大石頭。地面控制人員後來驚出了一身冷汗：如果降落時恰巧落到這塊石頭上，海盜一號就有可能傾覆，從而導致任務的失敗。這也是成功之中的運氣成分。

登陸地點不遠的一塊凸出的巖石

此外，海盜一號還拍攝了火星上的日出和日落。

海盜一號拍攝的火星日出

從1976年7月20日登陸到1982年11月11日失聯，海盜一號在火星上工作了2306個地球日，或2245個火星日。總之，作為第一個在火星上成功運作的探測器，海盜一號自然創下了諸多第一，為人類深入了解火星做出了重大貢獻。

海盜一號拍攝的火星日落

2006年，美國宇航局發射的環繞火星飛行的火星勘測軌道器，還從太空中拍攝到了海盜一號的圖像。

太空中拍到的海盜一號（中間凸出物）

海盜一號著陸器拍攝的照片和數據，可以通過著陸器上的天線直接傳回地球。但更快速的方法是將數據發給仍在圍繞火星運轉的軌道器，再由軌道器傳回地球。海盜一號軌道器與著陸器分離之後，一直運行到1980年8月17日，圍繞火星轉了1485圈，向地球傳回了超過57000張照片。海盜一號拍出的一些照片極為驚人，在社會上引起了巨大的反響，尤其是著名的「火星人臉」照片。

海盜一號軌道器拍攝的「火星人臉」

1976年7月25日，海盜一號軌道器在火星的塞東尼亞地區上空飛過時，拍的照片上能清晰地看的一張「人臉」，有鼻子有眼還有嘴，看起來像一個地面上的大型雕像。有科學家認為，這不過是山石在光照和陰影共同作用下，從特定視角拍攝時產生的視覺錯覺罷了。不過，換個角度再拍，還是能拍出人臉的效果。

另外一個角度看「火星人臉」（右上角），圖片右下角是疑似金字塔的物體

但更奇怪的是，在距離「火星人臉」不遠的地方，又發現了「金字塔」。於是，各種奇談怪論傾巢而出，諸如火星曾經有過文明啊，或者火星人都藏在地下之類的說法，層出不窮。還有人認為，這裡是一個廢棄的火星文明遺址，等等。在2000年的電影《火星任務》中，太空人就是要去塞東尼亞這裡，探尋可能存在的外星高級文明。

火星人臉與金字塔想像圖

不過大多數科學家都認為，這是照片解析度太低造成的視覺錯覺而已，畢竟海盜一號軌道器拍攝的照片中，最清晰的每像素也有50米。但在沒有更高清的圖片之前，大家誰也說服不了誰。這樁公案一直持續了20多年，直到2001年，美國宇航局的火星全球勘探者號探測器拍出的高清照片終於給出了真相。在高清圖片上，人臉消失了，這裡就是一個正常的地面隆起而已。

高清版「火星人臉」照片

同樣的，火星全球勘探者號也拍攝了「金字塔」的高清圖片。從圖中可以清晰地看到山梁的形態，完全不是人造物體。

火星「金字塔」高清圖片

此外，海盜一號軌道器還拍到了一張有名的「笑臉」照片，它是火星上的蓋爾撞擊坑，看起來像一個笑臉。這裡也是好奇號火星車2012年登陸火星的地方。

火星笑臉

無論是海盜一號的著陸器還是軌道器，都在人類火星探索史上留下了深深的印記。在海盜一號成功著陸後不久，它的備份，海盜二號，也於1976年9月3號在火星上的烏託邦平原成功登陸，並工作到了1982年4月12日。

海盜二號拍攝的彩色全景照片

整個海盜計劃最大的成就，其實是證明了火星表面存在過液態水。從軌道器上拍攝到的照片上，可以看到流水衝刷的痕跡，以及河流匯入海洋的三角洲形態。

火星表面流水衝刷的痕跡

種種跡象表面，遠古時代的火星，曾經溫暖溼潤，地表有河流有海洋，是一個適合生命生存的地方。

火星的河流流入海洋的痕跡

隨著海盜計劃的結束，人類對火星的探測逐漸沉寂，直到二十多年之後。

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下篇預告：努力的俄國人