上文書講到火星探路者號成功的在火星上著陸了，而且開創(chuàng)了一種很有意思的落地方法，那就是吹個(gè)大氣球，在火星上蹦跶半天，等停下來以后，再放氣，然后在展開探測器外殼，讓旅居者號火星車下來。

旅居者號其實(shí)不算大，輪子懸掛機(jī)構(gòu)收起來，整個(gè)體積跟微波爐差不多大。當(dāng)然，懸掛系統(tǒng)要是撐開了，那就要顯得大一些。下邊裝了6個(gè)金屬輪子，有一定的越野能力。整個(gè)小車的頂部平面就是太陽能電池板。小車上裝了各種探測儀器，包括一臺alpha譜線探測器。這東西能夠檢驗(yàn)巖石的成分?；鹦巧虾偷厍蛏嫌泻荛L的通信延遲，所以這臺火星車上帶了避障的雷達(dá)，帶了兩臺導(dǎo)航的黑白相機(jī)，可以形成立體視覺，車后邊裝了一臺彩色相機(jī)，可以拍攝彩色照片。當(dāng)時(shí)的數(shù)碼相機(jī)分辨率并不高，只有幾百像素，但是可以通過拼接來擴(kuò)大畫面。

當(dāng)然，這個(gè)小車無法跟地球直接通信，而是要經(jīng)過幾次傳遞，首先是把數(shù)據(jù)傳輸給底座，那個(gè)底座本身也是個(gè)探測器，上邊裝了一大堆儀器，這個(gè)底座也有個(gè)名字叫做卡爾·薩根紀(jì)念站。上邊也裝了磁力探測儀，桅桿上裝了彩色立體相機(jī)。還帶了高功率的天線，可以和太空軌道上的衛(wèi)星通信，由衛(wèi)星把數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)一道手，發(fā)回地球。其實(shí)這也是不得已而為之，因?yàn)榛鹦鞘菚赞D(zhuǎn)的，地面上的探測器要是跟著火星轉(zhuǎn)到背面，那么通信就可能中斷。因此必須在環(huán)繞火星的軌道上，留下一個(gè)二傳手。

當(dāng)時(shí)這個(gè)火星車也算是一個(gè)比較轟動的科技新聞，因?yàn)槊绹撕芫脹]有探測火星了，而且這一次火星車可以在火星表面溜達(dá)，這比固定不動的探測器靈活多了，帶回的信息也豐富多了。盡管這個(gè)火星車走的非常慢，一秒鐘只能走1厘米。而且為了防止掉溝里，防止撞上巖石，每次都走不了幾步就要停下來查看一番。

火星探路者拍攝的全景圖（超大）

探測器所在的戰(zhàn)神峽谷很像地球上的荒漠，除了土，就是大大小小的石頭。遠(yuǎn)處一公里外有兩個(gè)小山包。最左邊幾公里遠(yuǎn)的地方，似乎能看到一個(gè)大隕石坑的邊緣。這個(gè)地方地形還蠻復(fù)雜的。

你要是只看周圍這些大大小小的石頭，還真看不出太多的名堂。最多也就能發(fā)現(xiàn)，某些石頭似乎是朝著一個(gè)方向傾斜，某些石頭盡管不像地球上的鵝卵石那么光滑，起碼能看出似乎被磨去了棱角。

但是，你到太空里去看衛(wèi)星照片，你馬上就能明白為什么NASA要選擇這個(gè)地方作為火星探路者號的著陸地點(diǎn)，因?yàn)閼?zhàn)神峽谷很像是一條河道。那些朝著一個(gè)方向傾斜的石頭，很可能就是億萬年前水流沖刷導(dǎo)致的。

大家都相信，過去的火星不是現(xiàn)在這個(gè)樣子，過去的火星應(yīng)該是有大量的水的。起碼在火星探路者著陸的地方應(yīng)該曾經(jīng)爆發(fā)過洪水。能把這么多的大石頭從別的地方?jīng)_過來，想必洪水的規(guī)模很大，積水的面積應(yīng)該有地中海那么大。

到底是什么導(dǎo)致了大洪水的爆發(fā)呢，有可能是火山作用，本地的地表溫度比較高，了地下大量的冰雪發(fā)生了融化，因此導(dǎo)致的洪水的爆發(fā)。于是就把這個(gè)地方?jīng)_成了一條河道。

火星落日

探測器上的的數(shù)據(jù)被源源不斷的發(fā)送回地球，火星上寒冷干燥，周圍一片紅色，就像是生了銹一樣。天空灰蒙蒙的，微微有點(diǎn)發(fā)紅，陽光周圍的霞光居然是藍(lán)色。顯得有點(diǎn)另類。通過360度全景相機(jī)，能看到天空上偶爾有非常淡的云彩，這些云彩根本沒有下雨的能力，因?yàn)楝F(xiàn)在的火星一片干燥，根本沒有水。一點(diǎn)也看不出當(dāng)年滄海橫流的樣子。

火星上的夜晚非常冷，溫度可能會下降到-80℃。所以，火星探路者上帶了不少核放射性熱源。這種發(fā)熱元件不提供電力，純粹就是為了保暖，這東西就是個(gè)鉑銠合金的小球，里邊轉(zhuǎn)裝了2.7克的二氧化钚。這里的钚元素是钚238，可以通過衰變來釋放熱量。

我們以前講到過，這個(gè)钚238衰變釋放的是alpha粒子，這個(gè)東西就是氦的原子核，穿透性很差，因此很容易屏蔽。alpha粒子如果俘獲了電子，就會變成氦氣，內(nèi)部的氦氣大量聚集，是會憋炸的，因此這個(gè)合金外殼上還專門搞了釋放氦氣的通氣孔。

這一次，NASA為了省錢，一切都是因陋就簡，火星車的電池板就在小車的頂上，卡爾·薩根自動站的電池就是張開的那3片外殼，純粹是平放在地上，因?yàn)闆]有專門去對準(zhǔn)太陽，因此發(fā)電效率就打了折扣。而且這些電池板還遭到了火星塵埃的困擾。說白了，積了一層灰。

卡爾·薩根自動站的自拍圖

火星上的霧霾比較嚴(yán)重，地面上的科學(xué)家對火星探路者號的電池板供電情況進(jìn)行了分析，每天電池板的發(fā)電能力都會比前一個(gè)火星日下降0.28%，這些折扣都是因?yàn)殡姵匕灞砻娴姆e灰造成的。到了第20天以后，灰塵的沉積情況出現(xiàn)了變化。后邊的灰塵沉積速度比前邊要低一些。又過了20幾天的樣子，突然之間，電池板的發(fā)電量出現(xiàn)了一個(gè)小幅度的回升，估計(jì)是因?yàn)榛鹦巧瞎瘟艘粓鲲L(fēng)，積灰都被吹走了，電池板干凈了不少，發(fā)電量也就變大了。

可以說這也是科學(xué)家們第一次對火星探測器電池板積灰情況進(jìn)行研究，因?yàn)檫@事兒可不是小事，如果積灰嚴(yán)重，會對發(fā)電量造成很大的影響。在火星上，那么遙遠(yuǎn)，也不可能有人去擦擦，你也不好用雨刮器去刮一卦，只能靠火星上的老天爺賞臉。靠自然風(fēng)去吹掉這些灰塵。日后有很多火星探測器最終就死在這上頭。

總之，著陸器發(fā)送了超過287.5兆的信息，包括1.65萬張圖片，并對大氣壓力、溫度和風(fēng)速進(jìn)行了850萬次測量。算是采集到了大量的一手資料。我們也不能奢求太多了。畢竟這是一個(gè)對快好省項(xiàng)目，旅居者號火星車能撐過7天就已經(jīng)夠本了。在多撐一天都是賺的?；鹦翘铰氛咦阕銚瘟?個(gè)月，已經(jīng)是非常劃算的買賣了。

旅居者號跑遠(yuǎn)了，距離大概是100米左右，信號相對來講比較弱一點(diǎn)。到了1997年的10月7號，通訊突然中斷了。在此后的5個(gè)月里，地面人員一直在試圖恢復(fù)和火星車的通信，就這樣折騰了5個(gè)多月，最后在1998年3月份完全放棄了，火星探路者項(xiàng)目就此結(jié)束。

《火星救援》劇照，火星探路者號探測器還原極其逼真

火星探路者太有名了，結(jié)果就被好萊塢給盯上了，電影《火星救援》里邊，馬特達(dá)蒙不是回不來了嘛，為了和地球建立通信，他費(fèi)了半天勁，找到了火星探路者號，然后一頓拆裝維修，利用這個(gè)玩意兒和地球取得了聯(lián)系。你別說，電影里那個(gè)火星探路者號的道具非常的逼真……廢話，這個(gè)道具就是JPL原班人馬復(fù)制的，能不逼真嗎？

說實(shí)話，對于火星探路者項(xiàng)目，JPL的工程師們其實(shí)一直心里打鼓。這樣一個(gè)項(xiàng)目能取得這樣的成績，應(yīng)該算是很難得了。但是，這是一個(gè)省錢的項(xiàng)目，只有工程師心里清楚，他們在方案上做了太多的妥協(xié)與湊合，有太多的一錘子買賣，壓根沒有冗余備份?，F(xiàn)在火星探路者超額完成任務(wù)，對工程師們來講也許并不是好事，因?yàn)镹ASA領(lǐng)導(dǎo)會把這種省錢的模式進(jìn)行到底。未來的火星探測器難道都是這種便宜貨嗎？那保不準(zhǔn)就要出毛病了。

你別說，還真的被他們給說中了，1998年底發(fā)射的火星氣候勘測者號探測器，千里迢迢飛到了火星附近，就要進(jìn)入剎車捕獲階段了。探測器開始開反推火箭剎車，然后，探測器一拐彎兒，就繞到火星背后去了，按理說，繞過來以后，應(yīng)該再此和地球取得聯(lián)系，但是，地面測控站左等沒消息，右等還沒消息，后來就再也沒能去測聯(lián)系。這顆探測器就這么不明不白的丟了。

火星氣候勘測者號

1999年11月10號，事故調(diào)查委員會發(fā)布了第一階段報(bào)告，詳細(xì)介紹可能導(dǎo)致探測器發(fā)生事故的問題。

問題就出在了第4次修正上。地面人員是在1999年9月8日完成修正-4的計(jì)算，隨后在1999年9月15日執(zhí)行執(zhí)行了程序。這次調(diào)整的目的是讓探測器調(diào)整至最佳位置，這樣一來，9月23號，火星氣候勘測者號會從火星上空226公里高度開始拐彎，變成環(huán)繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。這個(gè)高度還是比較合適的。

但是在完成了這次軌道修正以后，地面測控人員就覺得不對勁，因?yàn)樘綔y器擦過火星，開始拐彎的軌道高度根本不是226公里，可能只有110公里，這個(gè)高度實(shí)在太低了，無法避免火星大氣的影響。這還只是毛估一下的數(shù)值，事后仔細(xì)檢查測控?cái)?shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)探測器的軌道高度是57公里，這顯然太矮了。低于80公里就肯定要壞菜，何況57公里呢。探測器肯定是被強(qiáng)風(fēng)吹扁了。

這到底是怎么回事呢，調(diào)查委員會給出的答案讓人哭笑不得。這是個(gè)徹頭徹尾的低級錯(cuò)誤。這顆探測器是洛克希德馬丁公司制造的。人家洛馬公司的工程師用的單位制都是公制單位，引擎推力單位用的是牛頓。地面的控制人員在編寫軌道修正程序的時(shí)候，用的是英制單位磅。這純屬是驢唇不對馬嘴啊。這件事給NASA提了個(gè)醒，一律使用公制單位，不得使用英制。做科學(xué)計(jì)算，這是硬標(biāo)準(zhǔn)。

說白了，美國人在英制公制轉(zhuǎn)換上不知道吃了多少虧了，沒辦法，就是改不過來。

無獨(dú)有偶，下一顆火星探測器叫“火星極地著陸者”，火星不是有個(gè)極冠嘛，冬天會擴(kuò)張，夏天會縮小，這地方到底是怎么回事，咱們派個(gè)探測器落下去打探打探唄。所以，這個(gè)探測器著陸的地方大概是在火星的南緯73~76度的地方。

火星極地著陸者

這個(gè)探測器還帶著一個(gè)叫做“深空2號”的小探測器，這東西采用撞擊的方式一頭扎進(jìn)火星的地下，然后往下鉆探。這東西外殼是鋼的。探測器進(jìn)入大氣層之前，先把這東西扔出去，讓它自己往下落，硬砸進(jìn)火星地表之下，簡而言之，就是個(gè)小號的鉆地炸彈。

為了防止氣動加熱產(chǎn)生的高溫，穿甲彈外殼上包了一層陶瓷。撞到地上就碎了。剩下就是鋼芯繼續(xù)往下穿，這個(gè)探測器屁股后頭有個(gè)圓盤子，這個(gè)盤子留在地表之上，有一根線和鉆地彈相連，可以把地下的數(shù)據(jù)傳上來。

深空2號

這個(gè)探測器也是千里迢迢的飛到了火星周圍，開始著陸進(jìn)程。就在進(jìn)入大氣層之前6分鐘，這個(gè)探測器和地球失去聯(lián)系。不知道哪里去了?；鹦擒壍郎喜皇怯袀€(gè)火星全球勘測者正在繞圈圈嗎？讓它去一圈一圈的找，找來找去也沒發(fā)現(xiàn)落在哪里。這個(gè)探測器就此失蹤了。那個(gè)深空2號應(yīng)該是提前扔出去了，這家伙很小，信號很弱，即便是沒摔壞，也很難取得聯(lián)系。最終NASA宣布放棄了，不找了。

事后分析原因，可能是探測器的著陸腿張開的時(shí)候產(chǎn)生了一個(gè)虛假信號，導(dǎo)致探測器以為落地了，于是就把火箭反推給關(guān)了，所以呢，這個(gè)探測器就這么摔倒地上摔扁了。

我們綜合起來看這兩次失敗，看上去原因各不相同。但是其實(shí)這些探測器都是多快好省的項(xiàng)目。都是用德爾塔2型火箭發(fā)射，這個(gè)火箭運(yùn)載能力有限，因此探測器必須限制在600公斤之內(nèi)。一般都是580多公斤。各種冗余措施就必須降低，很多該做的實(shí)驗(yàn)也沒做。常在河邊走，哪有不濕鞋呢？說到底，有些東西真的不能省啊。

德爾塔II型運(yùn)載火箭

火星探測次數(shù)比較多，畢竟探測器跑一趟，也就幾個(gè)月時(shí)間。這次不行，下次可以再來。但是深空探測就不行了，機(jī)會難得，探測器要飛好幾年才能到，所以一切都不能湊合?？ㄎ髂?惠更斯探測器，就是這種多少年都遇不到的土星探測項(xiàng)目，這東西可真是馬虎不得。

卡西尼-惠更斯探測器是美國的NASA和歐空局共同研發(fā)的一個(gè)土星探測器?；莞固綔y器是一個(gè)專門用來登陸土衛(wèi)六的著陸器，由歐空局管理。卡西尼探測器是有JPL來管理。美歐兩家各管一攤。其實(shí)嚴(yán)格的說，歐洲也不是一家，算起來的話，這個(gè)探測器有16個(gè)國家參與設(shè)計(jì)建造。

這個(gè)項(xiàng)目起源很早，大概是在1982年，歐洲和美國就打算聯(lián)合探測土星和土衛(wèi)六。這個(gè)方案設(shè)計(jì)階段很漫長。歐洲一大堆國家要統(tǒng)一內(nèi)部意見就夠麻煩的，和美國人協(xié)調(diào)關(guān)系也很麻煩。美國強(qiáng)，歐洲弱，歐洲人總覺得沒有得到平等對待。

卡西尼-惠更斯探測器

等到了90年代，蘇聯(lián)解體了，俄羅斯和歐洲的合作也越來越頻繁。人家歐洲人不求著美國人。美國人一看，壞了，歐洲人要移情別戀。不行，趕快用合作項(xiàng)目拉住歐洲人。于是原來磨磨唧唧的聯(lián)合探測土星的項(xiàng)目就正式提上了議事日程。

兩邊航天部門協(xié)調(diào)好了關(guān)系，美國國會又來找麻煩，覺得NASA花錢太多了。國會總是想砍預(yù)算。好在這是多國合作項(xiàng)目，國會總是要照顧一下面子，最終，NASA還是說服了國會，批了預(yù)算。但是這點(diǎn)錢也很緊張，并不算寬裕。

國會的老爺終于不鬧了，民間環(huán)保人士又蹦出來了。探測器上用了同位素電池啊。不行，不環(huán)保，NASA還得把這些反對聲音壓下去。就這樣，一直折騰到1997年，才有機(jī)會發(fā)射。

既然是探測土星嘛，這個(gè)項(xiàng)目的名稱就是以發(fā)現(xiàn)土星環(huán)卡西尼縫和土星第4顆衛(wèi)星的法國天文學(xué)家卡尼西的名字來命名的?；莞固栕匀痪褪羌o(jì)念發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六的歐洲天文學(xué)家惠更斯。發(fā)射重量大概是5.7噸。這是一顆非常大的探測器。所以，這個(gè)探測器就必須用德爾塔4型重型火箭+半人馬座上面級才能發(fā)射，小火箭是不行的。

卡西尼-惠更斯探測器

卡西尼探測器是個(gè)柱形的探測器，頭頂上是大天線，屁股底下是推進(jìn)器。因?yàn)橥列蔷嚯x太陽實(shí)在太遠(yuǎn)了，光照根本不夠，所以卡西尼使用的是核電池，所以探測器裝了33公斤的二氧化钚。為了避免放射性干擾其他的探測器，核電池用桅桿伸得老遠(yuǎn)。卡西尼探測器需要工作11年，到任務(wù)結(jié)束的時(shí)候，核電池依然可以提供500~700瓦的輸出功率。這就是核電池的好處。

探測器上邊的儀器主要是三大類，一類是拍照片的，可以叫做“光譜成像裝置”，一類是是負(fù)責(zé)無線電通信與控制。一類是負(fù)責(zé)探測磁場和各種高能粒子，以及星際塵埃。

卡西尼號的腰上掛著惠更斯著陸器，那個(gè)防熱大底跟一面金燦燦的盾牌差不多?；莞怪懫鞅旧聿⒉凰闾?，重量有320公斤。

卡西尼-惠更斯探測器的運(yùn)行軌跡

卡西尼探測器是1997年的10月15號發(fā)射的，一起步，這個(gè)探測器先要奔金星去，然后利用金星的引力彈弓效應(yīng)加速，然后再地球和金星之間甩兩次，在奔著木星去，利用木星的引力彈弓效應(yīng)加速，順便也拜訪一下木星。這是一個(gè)非常漫長的過程，發(fā)射以后，只有耐心等待，探測器在幾顆大行星之間來回的甩來甩去。

就在這時(shí)候，歐洲的工程師們突然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)設(shè)計(jì)缺陷，那就是惠更斯號發(fā)出的數(shù)據(jù)，有可能根本無法被接受，去了也是白去。這下，歐空局的領(lǐng)導(dǎo)腦袋都大了。

咱們下回再說。