那些年，火星上留下的足迹

于雯

2013年到2022年发射窗口及部分任务表 

人类为何对火星情有独钟？

火星是离地球第二近的行星，在很多方面也最为相似。火星探测最吸引人的地方是火星上有存在水的可能性。因为在我们地球上，几乎所有有水存在的地方都能找到生命。而在太阳系中，除地球外，是否有其他星球存在生命呢一这是人类孜孜不倦探索的一个科学问题。火星是太阳系中最容易到达的行星，也是研究这个问题的绝佳地点。另外，火星提供了解答生命起源和进化问题的可能性，并可能在某一天成为人类的另一个家园。

火星探测简史

火星探测起步于1960年，经历了发展初期（20世纪60—70年代），停滞期（70年代后期至90年代初）和高速发展期（1996年至今）。迄今为止，世界各国的火星探测任务总计45次，其中1996年之前共26次，成功（含部分成功）仅占35%;1996年至今共19次任务，成功（含部分成功）占比68%，成功率大幅提升。综合45次火星探测，成功率不到一半。

火星探测器的发射窗口期26个月一次，虽然“火星冲日”（即太阳，地球和火星在一条直线上）的周期也是26个月，但发射窗口并不在此時。探测器最低能量发射窗口需要火星和地球处在某个特定相对位置，通常是火星与地球轨道的夹角在20°～40°时，此时可达成抵达火星的最佳轨道，这与火星冲日（夹角为0时）的时间间隔很短，往往只有2至3个月。

20世纪60-70年代：近天体探测飞行（飞掠）和拍摄影像

美国的水手4号火星探测器首先揭开了火星的神秘面纱。1965年了月14日，水手4号飞掠火星，并向地球传送了22张火星表面的近距离照片，使人类第一次目睹火星的真容。但照片只拍摄到了火星南半球的一小部分，照片显示火星具有类似月球高地的古老表面。同年11月，美国航空航天局（NASA）的水手9号火星探测器抵达火星，改变了我们对火星形貌的认知一巨大的火山、深深的峡谷、干涸的河床和广阔的沙丘地带——映入眼帘，复杂的地质历史清晰可见。

20世纪70-80年代：着陆火星

1975年，NASA发射了海盗1号和海盗2号。“海盗计划”代表了人类对火星的首次扩展探索，实现了探测器首次在火星上的着陆。海盗号着陆器在火星上进行了探测生命和了解土壤化学成分的实验，发现火星的岩石成分与地球上发现的某些陨石几乎完全相同，这表明地球上发现的一些陨石最初来自火星。

20世纪90年代：更好、更快、更经济

1992年发射的火星观察者号造价高昂、身负众望却以失败告终，这促使NASA推进更好、更快、成本更低的探测任务，并称之为“FBC计划”。1996年11月7日，NASA发射了火星全球探测器（MGS）。MGS发现了火星上存在古代水的迹象，比如沟壑和赤铁矿（一种在水中形成的矿物）。1997年7月，FBC计划的第一个任务非常成功，火星探路者号着陆器和旅行者号探测器抵达火星。火星探路者是第一个使用安全气囊缓冲着陆的探测器，而旅行者是第一个在火星上盘旋的探测器。不幸的是，同年9月，火星探路者号和旅行者号与地球失去了联系。

2000年至今：大量的火星车和轨道探测器

21世纪以来，大量火星车和环绕器携带多种性能卓越的科学载荷，全方位开展火星表面探测，火星科学的深度和广度得到空前发展。例如，2001年发射火星奥德赛号探测器（美国）;2003年发射火星快车探测器（欧洲）;2016年发射痕量气体轨道探测器（欧洲和俄罗斯合作）等。其中奥德赛号是目前运行时间最长的火星探测器。

这些轨道探测器已经发现火星南部的冰帽中有水冰和干冰（主要成分为二氧化碳），以及冰下的液态水区域，还发现火星表层和次表层有流动的盐水，并提供了关于火星表面和大气的元素及化学组成更详细的信息。

许多发射成功的火星车和着陆器也立下大功，如2003年的勇气号和机遇号火星车、2011年的好奇号火星车、2018年的洞察号着陆器。它们有充足的证据证明了火星上曾经有过水流动。其中，最引人注目的是2018年在火星表面发现的有机分子，这个发现再一次点燃了人类寻找地外生命的热情。

2020：如火如荼的“火星之夏”

由于火星距离地球较近，发射时间较短，2020年夏天将有很多火星发射任务。包括中国计划发射的火星探测器，此次任务包括一个轨道飞行器、一个着陆器和一个火星车，并将在未来实现火星样品返回;阿联酋的希望号，用于探测火星大气消失的原因;美国的火星2020着陆器，旨在研究火星天体生物学;日本计划发射的火星太赫兹微卫星，用于测量大气中氧同位素的比率，以便更好地了解火星大气中二氧化碳的来源。

火星探测是继月球探测之后深空探测的最大热点，是未来载人行星探测的重要目标。随着探测技术的提高、科学研究的深入以及人类对于未知的好奇与向往，火星探测，未来可期！

（责任编辑/陈莹 美术编辑/满斗工作室）