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老和山下的小学僧:天问一号——连本带利奔火星|2022-05-24

一个老生常谈的问题:为什么要去火星?

因为火星是全宇宙人类最容易到达的行星,不去火星还能去哪?咱们不妨从这个角度重新认识一下太阳系八大行星。

好大的太阳系
第一颗,水星。
1973年发射的美国“水手10号”,飞掠水星(相当于路过)拍下了人类第一张近距离的水星照片。2004年发射的美国“信使号”,是唯一绕着水星转圈的环绕探测器。2018年发射的欧洲和日本合作的贝皮科伦布号探测器,预计2025年到达水星,目前还不算数。
这仨就是目前为止人类探测水星的全部,一个早已远离,一个已经坠落,最后一个还在路上。
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第二颗,金星。
这是苏联表演的舞台,从60年代开始连续向金星发射了多个Venera系列探测器。
1966年的3号尝试登陆金星,最终坠毁,成为人类第一个落到另一个行星的航天器。
1967年的4号在金星大气层里工作了93分钟,还没落地就失联了,只传回部分数据。
1970年的7号降落金星表面,但受损严重,仅微弱工作了23分钟,传回了温度气压等数据,成为第一个传回金星内部数据的探测器。
1975年的9号登陆后工作了53分钟,是第一个从金星传回黑白照片和科学数据的探测器。
1982年的13号登陆后工作了127分钟,传回了第一张金星地表的彩色照片。
苏联一直干到了16号,就像自杀式冲锋似的,为人类获取了大量金星资料。
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相比来说,美国要逊色的多,水手2号、5号、10号只是飞掠金星,在几千公里外一闪而过,只有1978年发射的两个先锋金星号才算得上正宗的金星探测器,其中一台还释放了着陆器在金星表面工作了68分钟。
进入80年代末期,美苏争霸结局已定,金星探测开始回归科研属性。
1989年美国发射的“麦哲伦号”探测器,对金星进行了详细探测,于1994年到期坠毁,成果丰硕,被誉为最成功的金星探测器。
2005年欧洲发射了首个金星探测器“金星快车”,于2015年1月寿终正寝,同样收获满满。
2010年日本发射了首个金星探测器“拂晓号”,也是亚洲首个金星探测器,虽然一路故障,几经折腾,延迟五年后终于还是进入了金星轨道,成为目前唯一在轨的金星探测器。
不算美苏争霸的面子工程,金星探测器主要就这仨。
不过有好消息,2021年6月美国宣布在2028年-2030年发射两颗金星探测器,欧洲不甘人后,没隔几天也宣布2030年后发射金星探测器。此外,人类就没有更多的金星探测计划了。
最后说个小知识,金星是天空中最亮的星星(最亮的恒星是天狼星),经常出现在月亮旁边,肉眼就能找到。
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第五颗,木星。
可能因为对金星用力过猛,导致冷落了木星。不算70年代飞掠木星的几颗美国深空探测器,人类第一个真正的木星探测器是1989年美国的“伽利略号”。
2003年伽利略号到期坠毁,然后直到2016年,美国朱诺号探测器进入木星轨道开始接班,成为人类第二个木星探测器,目前计划延期服役至2025年9月,是当前唯一的木星探测器。
不过未来木星会比金星热闹。先是欧洲的木星冰月探测器,计划2022年6月发射,接着是美国欧罗巴快帆号木卫二探测器,计划2025年前发射,再后面是中国2030年木星探测计划,都是十年内的事。
朱诺号拍摄了大量壮观的木星照片,有兴趣的同学可以上网找找。
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第六颗,土星。
土星比木星还要冷清,不算一掠而过的探测器,真正的土星轨道探测器只有1997年美欧17国合作的卡西尼号,堪称人类最豪华的地外行星探测项目。卡西尼号前后二十年提供了详尽的土星资料,最终于2017年耗尽燃料,坠入土星,结束了辉煌的一生。
另外,木星土星是气态行星,登陆就别想了,不如欣赏一下本僧用手机加镜头改装的土装备拍摄的土星照片吧。
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第七、八颗,天王星、海王星。
大名鼎鼎的旅行者2号,1977年发射后就一路往太阳系外面跑,沿途经过了木星、土星、天王星、海王星,随后奔向太阳系边缘。
非常惭愧,旅行者2号是人类唯一到访过天王星和海王星的探测器,这匆匆一瞥还是三十年多前的事情。
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第九颗,不是冥王星。
冥王星虽然已经不是行星了,但旅行者2号还是去看了一眼。此外,2006年美国发射的“新地平线号”探测器,以人类有史以来创造的最快速度冲向太阳系边缘,2015年飞掠冥王星,首次捕捉到了大量冥王星的细节,拍下了迄今为止最为清晰的冥王星照片。
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以前认为过了冥王星就算出太阳系了,但现在的太阳系和曾经小学课本上的太阳系大不一样。
冥王星待的地界叫“柯伊伯带”,那地方发现了大量的小行星,居然还找到一颗质量比冥王星多27%的小行星,于是冥王星就被九大行星开除了,成了一颗矮行星。
人类对这里的世界所知甚少,柯伊伯带到底有多少小行星还是个未知数。有意思的是,2016年科学家发现那里有6颗天体运行轨道异常,它们拥有相同的倾角,且朝向太阳的角度相近,这种情况自然形成的几率只有0.007%,99.993%的可能是受到附近一颗大质量行星的影响。
经过计算,这颗未知行星有地球质量的10倍,公转周期1~2万年,极有可能是太阳系的第九大行星。
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但因为离太阳太远,几乎没有反光,在一片漆黑而宽广的柯伊伯带,找到这颗10倍地球质量的行星,比大海捞针还难,就目前的技术水平看,是没啥指望的。
虽然太阳光照不到这里,但太阳引力仍能支配这里,所以柯伊伯带依然属于太阳系,因此太阳系应该长这样才对:
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这还没完,你可能还听说过柯伊伯带外面还有一个“奥尔特云”,面积大的吓人,得用光年做单位,居然也归太阳系管!
扯远了。总之,太阳系大的离谱,疑似有九大行星,但去老九那串门,想都不敢想。老八、老七的地盘,也只有中美敢吹个牛,说二十年内去看看。老六、老五热闹些,至少排上时间表了。老二、老大脾气太倔,如今门前冷落,偶有访客。只有老四,集万千宠爱于一身。
顺道嘲讽一下那些吊打外星人的电影:就这情况,外星人若有能力来到地球,人类还打啥打?另外,既然人家都跨越星系了,还占领地球图啥?地球上这点石油够他们飞一趟的油费吗?

独得恩宠的火星

我们把前面提到的探测器分三类:
第一类是在太阳系里乱跑乱窜的,居无定所,比如小行星探测器。这哥们儿顺路也能探测行星,但毕竟是兼职,停留时间短,干活少,不在讨论范围之列。
第二类是围绕行星转圈的,相对固定,一般叫环绕探测器、轨道探测器等等。想深入研究行星,就得靠这个,天天干活。
第三类是直接把家伙式儿送到行星表面,贴身干活。为了方便称呼(但不严谨),咱们把不能移动的叫着陆器,比如在火星打洞的美国“洞察号”,把能移动的叫巡视器或火星车,比如好奇号、毅力号、祝融号。
从实施难度来讲,巡视器>着陆器>环绕探测器。
水、金、木、土、天、海六大行星,再加冥王星,仍在运行的只有2个环绕探测器。而火星呢?不好意思,仍在运行的有8个环绕探测器、3辆火星车、1台着陆器。你说,地球人是不是太偏心了?
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从六十年代至今,人类一共发射了49次火星探测器(包括失败的),其中41次是美苏的杰作,虽然苏联的18个全部失败了。
美苏之外的8次发射分别是:
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