第11章 “火星奥德赛”取得重大成功

    1999年1月3日20时21分10秒，美利坚合众国“火星极地着陆者”抵达火星前被坠毁失败。“火星极地着陆者“是由“德尔塔7425“运载火箭于1999年1月从美利坚合众国卡纳维拉尔角发射升空的一个火星探测器，这个无人探测器高约1米，长宽各约3.6米，有3条支撑腿和一个长约2米的机械臂。机械臂前端装有一个用来获取火星表面土壤的铲子。为了揭开火星的神秘面纱，美利坚合众国宇航局制定了一个长期的火星探测计划。1996年将“火星探路者“送上太空，发回大量火星照片。9个月后，宇航局的“火星全球测量者“进入火星轨道，开始为火星绘制地图。第一阶段火星探测至此功德圆满。三个月前焚毁的“火星气象探测器“和即将着陆的探测器“火星极地着陆者“是进行火星第二阶段探测的内容。

    经过11个月的飞行，按计划应于12月3日在火星着陆，并在90天的时间里对火星进行考察，然后获取土壤样品带回地球，然后运用舱上携带的两个小型“深空二号实验室，对火星地表与土壤进行一连串实验，以进一步了解火星是否适于人类未来定居。从技术上说，不论碰见什么地形，火星极地着陆者都能保证行走状态，即使倾翻后，也因特殊的结构设计，在重力的的作用下使自己恢复到行驶状态。

    “火星极地着陆者”从火星表面铲起的土壤将被放入探测器内加热，如果里面含有水分就会被蒸发出来。该探测器还携带有一个微型麦克风，用于收听火星上的声音。如果一切顺利，这将是人类第一次收听到地球以外的行星上的声音。“火星极地着陆者“还装备着一对小探测器。这两个小探测器在火星南极表面着陆之前几分钟将会同母体探测器分离，并以每小时743公里到804.5公里的速度离开“火星极地着陆者“，钻入火星表面以下约1米深的地方寻找地表下的水。宇航局对这两个小探测器能否经受住着陆时的冲击力并发回数据还没有把握。目前正是火星南半球的春季，着陆地点阳光照射充足，这将有利于探测器获取太阳能。“火星极地着陆者“着陆的目标区域长约200公里，宽约20公里。之所以选择火星南极冰盖地区着陆，是因为这里没有陡峭的岩石和参差的山峰，而且这个着陆点还具有不同厚度的尘埃层和冰层，因而含有气候变迁的记录。

    火星极地着陆者试图进入火星大气层，以研究火星上的天气并寻找火星上长期气候变化的证据。通过重新检查“火星环球勘探者“探测器上一台相机于1999年和2000年拍摄的照片，他发现了“火星极地着陆者“着陆时使用的降落伞。距降落伞几百米远的地方是一片被扰乱的地带，该地带中央有一个较大的标记。有科学家认为，这可能就代表着“火星极地着陆者“飞船的残骸。原计划在火星南极着陆的“火星极地着陆者“在着陆前发动机过早关闭，结果导致了飞船坠毁。

    2001年4月7日15时02分22秒，美利坚合众国“火星奥德赛”圆满成功。“火星奥德赛“探测器是NASA“火星勘测者2001计划“中保留的探测器，该计划最初包括2次飞行任务，分别发射轨道器和着陆器。后来取消了。2001年的火星着陆任务，保留了轨道器任务，并将其重新命名为“2001火星奥德赛“简称为“火星奥德赛“探测器，于2001年4月7日用德尔它-2运载火箭从卡纳维拉尔角发射。任务目标是对火星表面进行详细的矿物学探测和研究，获取火星气候和地质特征数据，探测火星表面放射性环境，研究可能对航天员构成潜在威胁的火星辐射环境，为后续的火星探测任务提供中继服务。

    2001年10月24日，探测器进入火星轨道并开始进行探测工作，获取了火星气象、地质地貌、表面环境等大量数据，还为2004年“火星漫游车“(“勇气“和“机遇“)、2008年“凤凰“着陆器、2012年“火星科学实验室“等火星着陆任务提供了数据中继服务。探测器任务设计寿命3年，目前仍在轨工作。

    “火星奥德赛“于2001年4月7日用德尔塔-2火箭从卡纳维拉尔角发射，并于2001年10月24日世界时间2点30分进入火星轨道。这个价值3亿美元的飞行器是自1999年美利坚合众国两次火星探测损失惨重的失败之后第一个发射到火星的探测器，两年来，飞行器工作是正常的，所有科学仪器正在以正常的方式收集数据。至2003年4月7日“火星奥德赛“2周年时已经完成了近5000个轨道的绘图。

    “火星奥德赛“运行状况如下：“火星奥德赛“于2001年4月7日发射，经过6个多月的空间旅程之后，飞行器抵达火星，主发动机点火使飞行器的速度降低，以允许它俘获到围绕火星的轨道上。2001年10月24日世界时间2:55“火星奥德赛“成功进入火星轨道。从2001年10月26日到2002年1月11日是大气制动阶段。在大气制动阶段，“火星奥德赛“最初注入的高度偏心的初始火星轨道借助火星大气的摩擦力而降低，飞行器的每一个轨道逐渐接近火星。这个轨道具有一个火星以上27000公里的最远点和一个火星表面以上128公里的最近点。在这个阶段的末尾2002年1月，最低点仍然在行星以上约120公里，最远点被降低到接近500公里。借助火星的大气使飞行器在轨道上减速，而不是点火它的发动机，从而节省了约200kg推进剂。然后，携带的推进器被点火提升近地点，并且完成一个几乎圆形的400公里的极轨。提升近地点的第一个操纵是在2002年1月11日成功完成，并且大气制动阶段结束。随后是在1月15日和17日两个轨道调谐启动，而两个最后的精细调谐是在2002年1月28日和30日。至此，“火星奥德赛“飞行器已经处在绘图轨道上，并从轨道开始了科学测量，它的主要科学任务是从2002年2月直到2004年8月(917个地球日)。

    “火星奥德赛“发射后，所有仪器均正常工作，已发回了大量的科学数据，获得了一些重要的成果，至2003年5月已完成443天的科学任务，是预定917天的48%，完成5380个绘图轨道。发射后已有761天是总任务的61%，返回的科学数据总量为155Gbytes，而原计划917天数据容量是126.5Gbytes。

    2002年2月6日，“火星奥德赛“展开了它的高增益天线，2002年2月19日开始利用其携带的科学仪器，绘制火星的地表图像。“火星奥德赛“的多光谱照相机同时在多个红外波长以空前的分辨率成像火星。2002年3月1日美国宇航局公布了“火星奥德赛“传回的第一批观测数据和照片。热发射成像系统可以向人们提供火星的两种高分辨率图像、直观图像和红外线图像，它提供了关于岩石层历史的线索，有助于科学家更好的理解火星矿物学与火星地形之间的联系。

    “火星奥德赛“最令人激动的发现是探明火星表面下有大量的水冰。2002年3月5日俄罗斯科学家宣布，美国“奥德赛“火星探测器利用其携带的俄罗斯中子探测器通过探测火星的土壤发现，在火星南极下面大约藏有1000万平方公里的冰面:此外，在太阳系的最高峰--火星的奥林波斯山的山坡上也发现了大量冰冻的水体。由于水可以为火星探测提供“重要的支持“，发现水的这些地区将成为火星上首批接受宇航员探测的地区，以便进一步确定火星上是否有生命迹象的存在。