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火星往事:46年前的今天,水手9号开始改写火星探测史_果壳网
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火星往事:46年前的今天,水手9号开始改写火星探测史

2017-11-14 23:23阅读:
​作者: Freude
46年前的今天,在飞行了将近6个月后,水手9号进入了环绕火星轨道,成为了第一个环绕非地球行星的飞行器。
在此之前的水手4号、6号和7号都仅仅从火星上空飞掠而过,能探测到的信息十分有限。现在有了水手9号,科学家终于有了机会全方位观测这颗红色星球。
然而就在所有人都准备大展身手的时候,从火星轨道传来的第一张照片却令科学家们失望不已。
水手9号拍到的第一张火星照片 图片来源:NASA
在沙尘暴中幸存1971年5月30日,水手9号在卡纳维拉尔角发射升空。作为水手号计划的一部分,它最初还有一个同伴——水手8号。然而,水手8号却在发射中由于火箭故障而坠毁,沉没在大西洋内。最终水手9号只能形单影只地继续自己的旅途。
水手9号发射瞬间 图片来源:NASA
11月,地球终于收到了来自水手9号的第一张照片——那张令所有人大失所望的火星照片。只见照片里的火星一片空白,除了赤道附近有的三个小黑斑,根本没有任何可识别的特征。
早在此前两个月,天文学家们便注意到,在火星的诺亚奇兹地区(Noachisregion)上空,云团开始形成。水手9号传回的这张照片拍下的并不算空白,而是覆盖了整颗行星的云团。这场沙尘暴延续了一个多月,工程师们只能修改任务计划,让水手9号做点简单的任务,躲开尘暴。
不过在这场沙尘暴中,水手9号并不是唯一遇到麻烦地球来客。苏联发射的火星2号和3号仅仅晚了两周,抵达了火星轨道。但是它们的命运就坎坷的多了。
火星3号,图片来源:NASA

​和水手9号不同,苏联的探测器没有适用于突发情况的运算能力。就在水手9号变更任务计划的同时,几乎在同一时间到来的苏联探测器——火星2号和火星3号,按原计划释放了两颗着陆器。
两颗盲降的着陆器一头扎进了有记录以来最强的一场火星尘暴中。气囊减速系统根本无法保护它们,其中一只坠毁了,另一只则在落地后勉力发射了20秒数据,然后失去了联系。
两艘苏联飞船本身的命运并不比着陆器好到哪里去。由于遥测传送系统太差,火星2号的所有数据几乎全部丢失,而火星3号进入了一条不稳定的绕火星椭圆轨道。
与此同时,变更了任务的水手9号平静地绕着火星运行,安心等待一切尘埃落定 。
揭开火星的面纱终于,到了1971年12月底、1972年1月初,火星的天空逐渐澄净起来,透过水手9号的眼,人们看见,一个超越想象的世界逐渐浮出了水面。
图片来源:NASA
​这是沙尘暴退去后,水手9号传来的一张清晰照片。第一张照片中远距离拍到的小黑斑现在露出了真面貌:那是巨大的山脉,水手9号在尘暴中拍到的是山顶(中间左侧)。火山最高峰,也是已知的太阳系内第二高峰——奥林帕斯山终于揭开了自己的神秘面纱。它在火星上拔地而起,高度近22千米,是珠穆朗玛峰的两倍多。
图片来源:NASA
这是水手9号拍的另外一张照片。无数的地堑、槽沟和陨石坑构成了图中这令人眼花缭乱的景象,人们形象地称其为:诺克提斯迷宫。
东侧与它相连的是著名的水手号谷。它的发现也要归功于水手9号。
在沙尘尚未散去之时,水手9号只是隐约地在这块区域观察到了短而粗的带状暗斑,呈边缘清晰的云雾状。随着天空慢慢澄净起来,紧盯水手号的科学家们意识到,自己正看着尘雾慢慢落进一条巨大无比的峡谷。这条参差不齐的裂痕在火星上绵延超过4000千米,宽度达200千米,深度近7千米。和它相比,地球上的峡谷都成了侏儒。
水手9号拍到的火星尼尔格谷,图片来源:NASA
水手9号在轨道上每转一圈,就传回更多震撼的信息—— 在一共绕行的349天内,它向地面传回了 7329张照片,涵盖了85%的火星表面,着实地把“前辈”们的事业往前推进了一大步。这些照片向我们展现了火星丰富的地形:峡谷、环形坑、高山,甚至还有似乎由水流冲刷形成的河床。
迎来新的曙光不管之前的水手号扼杀了多少对火星的浪漫想象,水手9号都让它们死而复生了。它证实了前几艘水手号的许多发现,同样也推翻了不少。
图片来源:NASA
这是1965年7月15日,由水手4号拍摄的第一张火星近景。
那些布满噪点的黑白图像上显示的是一个布满撞击坑的贫瘠行星,看上去与月球毫无二致,几乎泯灭了人类对这颗红色行星的无尽幻想。当时《纽约时报》在一篇文章中对火星这样评论到,“其地表暴露在来自外太空的致命辐射下,那里几乎没有大气层,而且很可能永远都没有像地球一样能孕育生命的大型水体。”
不过现一切都不一样了。水手9号用它拍摄的7000多张照片和收集的数据向人类讲述了火星的冰与火之歌——在遥远的过去,这里曾有火山咆哮,将广阔的地带重塑;星球内部的地质活动撕裂大地,塔尔西斯区(奥林帕斯山的所在地)拔地而起数千米;河水在地面流淌,水量丰沛,火星曾经是一个温暖、湿润、地质活动频繁的世界。
火星终于重新成为人们讨论的焦点:火星上是否存在生命?它为什么会变成现在这样,能否为地球带来什么启示?火星有可能成为人类地球之外的栖息地吗?因着这些由水手9号重燃的好奇,才有了海盗号、勇气号、机遇号以及正在火星上冒险的好奇号——这些后来我们耳熟能详的探测器,前仆后继。
参考资料:
[1]1971: American probe orbits Mars, BBC,2005
http://news.bbc.co.uk/onthisday/hi/dates/stories/november/13/newsid_4101000/4101109.stm
[2] Caleb A. Scharf, The Great Martian Storm of ’71, ScientificAmerican,2013
https://blogs.scientificamerican.com/life-unbounded/the-great-martian-storm-of-e2809971/
[3] Elizabeth Howell, Mariner 9: First Spacecraft to Orbit Mars,Space.com, 2012
https://www.space.com/18439-mariner-9.html
[4] Pyle, Rod, Destination Mars. Prometheus Books. pp.73–78,2012
[5] https://news.nationalgeographic.com/2016/11/mars-exploration-nasa-mariner/
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