金星和水星
金星的半徑、質量、密度等與地球接近,是地球的姊妹行星。人們對它的興趣很大,然而,地面觀測 太空
所得的資料比較貧乏,對金星的研究充滿了未知數。太空飛行器可以使人們了解它更多的信息。雖然最初的幾次探測器發射都失敗了,但1962年美國發射的水手2號從距金星35000千米處飛過,成功地實現了太空飛行器首次飛越行星,同時它發現金星表面溫度高達400多度。1969年至1981年,前蘇聯的金星5號至14號探測器先後在金星表面著陸成功,執行了多項科學考察任務。美國1978年5月20日發射的先驅者-金星1號經過長距離飛行,於同年12月4日到達金星並圍繞它飛行, 它用雷達探測了金星地形。先驅者-金星2號到達金星後向金星大氣釋放了4個探測器,探測器在向金星表面墜落的過程中,獲得了金星大氣、雲層、磁場等各方面的數據。1989年美國發射的「麥哲倫號」探測器又運用綜合孔徑雷達對金星表面進行了探測。這些探測使我們了解到金星的磁場很弱,表面氣壓是地球海面氣壓的90倍。金星12號還探測到了閃電。 美國發射的「水手10號」飛船在考察了金星之後,曾3次飛臨水星。是它發現了水星的磁場和磁層,並探測出水星大氣的主要成分是氦。飛船上的兩個攝像機拍攝了多幅圖象,揭示出水星地形是由大量的隕石坑和盆地組成的。
火星任務
火星很像地球,有堅硬的表面和四季的交替。同時它還擁有隨四季變化的極冠。在望遠鏡觀測時代,人們還曾有認為火星上有人工的運河。人類對火星的興趣一直是非常濃厚的,因此到現在已經20多艘飛船執行了探測火星的任務了。1962年前蘇聯發射了「火星1號」 、「宇宙21號」,美國發射了「水手3號」,但均遭到了失敗。1964年1月28日發射的「水手4號」於1965年7月14日在距離火星的一萬公裡的高空成功掠過,獲得了第一批火星的照片。1974年,前蘇聯發射的「火星5號」宇宙飛船首次拍攝了火星的彩色照片。隨後兩國又相繼發射了多個繞火星飛行的軌道器,更加詳細地了解了這顆行星的情況。
1976年,美國的海盜1號和海盜2號登陸器分別在火星上降落,並在降落的過程中,測量了大氣溫度的分布情況、火星大氣壓的情況。火星上有乾涸的河床,有流水衝擊的特徵,這表明在過去有過大量的水。海盜號飛船的分析結果表明火星大氣和表層物質中沒有有機分子存在。攝像機監視結果也表明火星上沒有生命活動的跡象。因此我們也許可以下結論說,火星表面現在可能沒有生命,如果更嚴格的說,是沒有與地球上類似的生命。人們不僅對火星感興趣,也對火星的兩個衛星感興趣。在1988年,7月7日和7月12日,前蘇聯發射了火衛飛船1號和2號繞火衛一飛行並著陸。
到最近幾年,隨著科技的飛速發展,人們可望在下世紀初直接登上火星進行實地考察,徹底弄清火星生命問題。因為它是太陽系中最有可能存在生命的星球。在人類踏上火星之前,將進行一系列的準備。 1993年美國「火星觀察者」探測器在進入環繞火星的軌道之後,與地球失去聯繫,導致計劃失敗。1996年12月,美國又發射了「火星探路者」探測器,經過7個月的星際飛行,在火星的阿瑞斯平原著陸。火星探路者攜帶了一個六輪小車,可以在火星的表面漫遊,因而叫做火星漫遊者,價值2500萬美元。它分析了火星巖石和土壤。照片證實了海盜號的結論,火星上曾發生過大洪水。
1996年11月美國發射了「火星全球勘測者」,在繞火星的軌道上研究火星表面、大氣和磁場的情況。它還向地球發射無線電波,經過火星大氣後到達地球,由此了解火星大氣的溫度、引力和化學組成。 1999年1月3日,「火星極地著陸者」發射成功。然而,在飛行了11個月並登陸到火星上以後,就與地面失去了聯繫,宣告了這次航天活動的失敗。此後發射的火星氣候觀測器也遭失敗。2001年,美國又發射了「火星奧德賽」探測器,現已成功抵達火星並成功進入環火星軌道。 歐洲空間局計劃於2003年發射「火星快車」探測器考察火星,這標誌著歐洲空間局在行星探測方面跨入了新紀元。它將由軌道器和著陸器組成。軌道器上有一個著陸器通信包用於支持國際上在2003年至2007年間開展的火星探測活動。
帶外行星探測
美國的「先驅者」10號於1973年12月4日首次在掠過木星,並傳回了木星和木衛的照片。它最後在1983年越過海王星軌道後成為飛出太陽系的第一個人造天體。接著「先驅者11號」、「旅行者1號」、「旅行者2號」也相繼飛越木星和木衛。 「先驅者」10號、11號各自攜帶了一塊相同的鍍金鋁板,上面刻有人類男女的裸像,以及太陽與九大行星位置的示意圖,還指明了它來自太陽系的第三顆行星。「旅行者」1號和2號探測器,則各自帶有一套「地球之聲」的光碟,唱片上有照片、60種語言的問候語、35種各類地球上的聲音和音樂。包括了中國長城和中國人家宴的照片,粵語、廈門話和客家話的問候,和中國古曲「流水」。它們作為地球的名片希望有朝一日能被「外星人」收到。 從旅行者號拍攝的木星黑夜半球的圖象上可以看到木星上有極光。有趣的是,木衛一上有一座正在噴發的火山,噴發的高度達到30公裡,噴發速度是每秒幾百米到1公裡。「旅行者」飛船還發現了土星有射電輻射,頻率在3千赫到1.2兆赫之間。1986年1月,「旅行者2號」飛船又測出天王星的自轉軸和磁軸有很大的交角。飛船還拍攝了天王星衛星的照片,隨後它又拜訪了海王星,並發回了照片。
「伽利略」號的任務是觀測木星系統,它觀測了木星的大紅斑,還向木星雲層釋放了一個探測器。這個探測器依靠降落傘進入木星大氣,在它被巨大的木星大氣壓力摧毀前向地球傳回了許多寶貴的資料。「伽利略」號對木衛二和木衛四的觀測的結果還顯示這兩個木星衛星的表面之下可能有液態水海洋。有液態水存在就意味著可能有生命生存,這無疑是一個令人振奮的消息。 美國於1997年10月15日發射了「卡西尼」號飛船,它是第一艘使用核動力電池的飛船。「卡西尼」號的主要任務是探測土星系統,並將向土星最大、最神秘的衛星——土衛六釋放出一個名為「惠更斯」的探測器。土衛六是一個被濃厚的大氣包裹著的星球,其環境與早期的地球有些類似,使用一般觀測手段無法看清它的表面。「卡西尼」號將於2004年七月抵達土星系。 此
外美國宇航局還計劃進行更多的行星探測計劃,以便更多地了解我們生存的太陽系。其中包括向木衛二發射一個探測器,用以探測木衛二隱藏在冰層下的巨大液態水海洋。如果技術成熟,有可能向木衛二表面釋放一個水下探測器,找尋可能存在的地外生命。
彗星和小行星
宇宙飛船不僅僅用於對太陽系內的大行星及衛星進行近距離觀察。1985-1986年哈雷彗星回歸過程當中,有5艘飛船對它進行了近距離觀測,有許多令人驚奇的發現。例如,哈雷彗星的核並非人們想像的球狀,而是橢球狀,氣體和塵埃從核的表面幾個活動區域噴出。 歐洲空間局的計劃中,已經或即將開始對7個短周期彗星進行空間探測。它們是「深空1號」(DS1)計劃、「星塵」計劃、「等高線」計劃、「羅塞塔」計劃、「深空4號」(DS4)計劃。其中DS1和DS4計劃是與美國國家宇航局合作的。 於1998年10月發射的「深空1號」飛船,將飛越小行星3352號McAuliffe、火星、以及威爾遜-哈林頓彗星。飛船與彗星將於2000年6月相遇。DS1將以約15公裡/秒的速度距彗核約500公裡處飛過,對彗發、彗核進行觀測。它首次採用了離子發動機。飛船於2010年5月將樣品送回地球。 「星塵」在1999年2月發射,飛向懷爾德-2彗星,並將首次帶回珍貴的彗星樣品。 「羅塞塔」將於2003年發射,對Wirtanen彗星及其環境進行長達近兩年的仔細研究。9年之後,飛船與彗星相遇,總重20公斤的儀器將降落在彗星表面。這些儀器將採掘彗星表面和近表面樣品進行研究,並用聲波法探測彗星內部結構,研究周圍等離子體與太陽風相互作用等。 「深空4號」飛船將於2003年4月發射,於2005年12月進入環繞Tempel 1彗星的軌道,並於2006年4月將著陸器送上彗星表面作實驗。最後,將彗星表面下不同深度的物質分裝在3個不受外界影響的密封金屬罐內,由著陸器的上半部將樣品送回飛船。飛船於2010年5月將樣品送回地球。
(責任編輯:楊建)