全球7個國家或地區共計發射了47個火星探測器,都探測到了啥

本文2610字，閱讀完需要8分鐘左右。

截止到2020年7月20號，加上剛剛發射成功的阿聯探測器希望號，全球共7個國家或地區向火星發射了47個探測器，成功18次，成功率不足40%，其中著陸任務17次，成功8次，成功率不足50%。

相對於月球探測，火星探測成功率為什麼會這麼低？這麼低的成功率下，為什麼人類還對火星探測這麼感興趣呢？又都是哪些國家或地區發射過火星探測器呢？發射成功的探測器都探測到了啥呢？今天我們一篇文章全給整明白了。

1、探測火星，為什麼成功率這麼低

我們可以把發射火星探測器大致分為4個部分（實際操作更為複雜）。發射進入地球同步軌道、進入地火轉移軌道、進入火星軌道、軟著陸。

首先是進入地球同步軌道，這對於目前的航天大國來講。沒什麼難度，畢竟地球同步衛星早就是航天大國的標配了。

其次是進入地火轉移軌道，這一步稍微有點難度。火星探測器進入地火轉移軌道的速度必須達到第二宇宙速度（11.2千米/秒）才可以實現，這就要求火箭具備比較強大的推力。

同時，火星距離地球最近距離約為5600萬公裡，進入地火轉移軌道後探測器還需要至少7個月的深空飛行才能到達火星，這對於通信、控制等技術要求是比較高的，但也不難實現。

第三，是火星探測器進入火星軌道，從這一步開始，難度就直線上升了。首先，地火距離會超過5600萬公裡，地球控制室收到探測器信號再到探測器收到地球的指令，需要至少40分鐘，再加上遠距離通信的信號衰減，通信是第一大難關。

接著需要面臨的問題是如何進入火星軌道。探測器需要先減速至5.6公裡每秒，以便被火星引力捕捉到，然後切入火星軌道。

如果探測器切入的位置距離火星太遠，就不容易被火星引力捕捉到，從而掠過火星，如果距離太近，則可能會直接墜毀在火星大氣層或者撞擊到火星。這一步對於火箭發動機點火控制、探測器速度控制、切入點選取以及探測器姿態調整等要求都極高。

最後，軟著陸，火星之所以被稱為「探測器墳場」就是因為這一步難度極高。火星大氣密度只有地球大氣密度的1%，也就意味著大氣對探測器的減速作用不是很大，探測器從火星軌道到著陸火星，大概只有7分鐘時間，在這7分鐘需要把探測器的速度從5.6公裡每秒降到零。

進入火星大氣層前首先牽涉到探測器的姿態調整以及切入角度，進入大氣層後，由於地火單程通信就需要20分鐘左右，也就意味著從進入大氣層到著陸的7分鐘時間，所有動作全部需要探測器自主完成，其中包括但不限於通過氣動減速、降落傘減速和火箭反推減速等組合手段減速，接近火星地面時的懸停減震等。這對於反推火箭的準時開關機、降落傘的打開以及切除時間、探測器姿態調整的精度等都要求極其苛刻。

如果以上4步都順利完成了，恭喜你，你離軟著陸火星完全成功還有最後一關考驗：能扛得住火星的沙塵暴。火星沙塵暴的威力遠超地球的12級颱風，前蘇聯火星探測器曾在1971年成功實現軟著，但只工作了20秒就失聯，沒有傳回任何有價值的數據，原因就是遇到了火星沙塵暴。

2、為什麼人類對火星探測這麼感興趣呢？

一是因為火星跟地球太像了；二是人類推測，火星可能存在某些生命體；三是火星移民，據科學家預測，地球也是有壽命的，在地球壽命結束前，人類需要找到適合生存的家園。

火星上也有四季，雖然季節的時長和地球不盡相同。

火星上一天時長為24小時37分鐘，而地球一天的時長為23小時56分鐘。

火星上和地球一樣擁有極地和冰川，甚至連沙塵暴都有。

火星相對太陽的軸傾斜度為25度，而地球為23.5度。

火星上存在大量的二氧化碳，同時也有水蒸氣。

地球有一個月球作為衛星，而火星有倆衛星。

氣球和火星的相似程度遠超你想像，除了以上說的，還有地貌、氣候、甚至瀑布等等和地球極為相似的地方。如果你發現了個地方，跟你家特別像，你會忍住好奇不去看看咋回事兒嗎？

3、都有哪些國家或地區發射過火星探測器呢？

截止到2020年7月21號，在全球發射的47個火星探測器裡邊，美國以22個和前蘇聯（俄羅斯）20個承包了其中的42個。美國有5次成功實現火星軟著陸並傳回了大量的數據，而前蘇聯（俄羅斯）還沒有實現完全意義的軟著陸，前蘇聯1971年發射的「火星3號」著陸後因為遇見火星沙塵暴只工作了20秒便失聯，沒有傳回任何有效數據。

日本曾經在1998年7月3日發射過火星探測器，但由於技術故障，探測器在茫茫太空飛行了5年後被放棄，此後再沒嘗試。

歐空局曾經在2003年以及2016年用俄羅斯火箭發射過兩次，兩次都成功進入火星軌道，但軟著陸時出現意外。

印度曾經在在2013年10月5發射過火星探測器曼加裡安號，在美國的幫助下，曼加裡安號於2014年9月24號成功進入火星軌道，這是印度第一次對火星進行探測就取得了圓滿成功。

中國的火星探測器「螢火一號」曾經在2011年搭載俄羅斯「天頂號」運載火箭升空，但未能成功入軌。

而前兩天剛剛發射升空的阿聯火星探測器，是用日本的火箭發射的，目前應該還在繞地飛行。

4、已經發射成功的火星探測器都探測到啥了呢？

目前火星探測的結果，幾乎全部集中在美國手中，根據已公開文獻資料，探測的主要結果如下：

①火星曾經存在水。美國的火星探測器軟著陸後挖到了冰凍水，同時檢測到了火星的降雪。

②火星存在甲烷。同樣是美國的火星探測器，在火星巖石樣本中發現了甲烷。

③基本弄明白了火星表土成分。火星的表土中不含任何有助植物生長的有機物質，且含有以高氯酸鹽形式存在的大量氯化物。

④基本弄明白了火星大氣成分。

我們都知道，水和甲烷是生命演變和進化中不可缺少的物質，而火星上這兩種物質同時具備。這有很大可能說明火星曾經存在過生命或者微生物。

同時，來自佛羅裡達理工大學的科學家們，正在通過實驗室模擬火星環境以及土壤，在火星圖土壤中添加肥料，以探索在火星種植實物的可行性。如果實驗成功，那麼幾乎可以確定，火星移民是可行的。

5、結語

今年7月中下旬作為每隔26個月才會出現的火星探測窗口期，原本有4個國家或地區會進行火星探測器的發射。但由於其他原因，俄羅斯和歐空局的計劃被延遲至下個窗口期，也就是2022年。阿聯的探測器已經率先升空，美國還在緊張的準備中。

我國的火星探測器「天問一號」和長徵五號遙四型運載火箭已經在海南文昌航天發射場就位，只等合適時機到來即可完成發射。我國有機會通過「天問一號」成為世界上首個首次探索火星即完成軟著陸的國家，同時也將成為繼美國之後第二個實現火星軟著陸並執行巡視探測任務的國家。

為「天問一號」加油！

火星