close
太空的致命誘惑 登陸火星咋就這麼難
引自國際在線
編輯： 張雪梅 稿源： 國際線上 2003-12-25 17:30:16
國際線上消息:據《洛杉磯時報》報道，被寄予很高期望的“獵兔犬二號”火星著陸探測器沒有在第一時間發回確定其安全著陸的信號，人們開始擔心她的未來命運。其實，在過去數十年，世界各國共進行了36次火星飛行，其中便有20次被地球和火星間的漫無邊際的黑暗所吞噬。即使如此，科學家探索火星的步伐並沒有放慢！
探索太空與風險同在
地球和火星間的浩瀚空間一直都是航太器的夢魘。這裡有一個人們看不見的“惡魔”，它吞噬著太空飛船，然後將飛船的殘骸“吐”到寒冷而黑暗的空間。過去40年，人類共向火星發射了36艘太空飛船中，其中有20艘以悲劇結尾：或在地球平流層爆炸，或墜毀在火星表面，或消失在空曠的太空。
難怪太空科學家一直稱火星是“死亡星球”。就在2周以前，日本匆匆取消了其第一次也是唯一一次火星計劃。日本的“希望”號過去5年裏遭受過數不清的太空風暴的無情襲擊，由於飛船故障和系統問題，不得不結束了它的使命。
總部設在帕薩迪納的太空探險倡導組織"行星社會"的執行主任路易斯·弗裏德曼說：“太空非常無情，你做一萬件好事，沒有任何回報，可如果你做錯一件事，你會受到懲罰。”因而，隨著下個月3艘太空飛船距離火星越來越近，縈繞在人們心頭的對“死亡星球”的恐懼就日漸增加。由歐洲航太局發射的 “獵兔犬二號”的前景現在蒙上了一層陰影，而美國也準備于明年1月3日和24日分別讓2架火星飛行器著陸火星。
這2個火星飛行器耗資4億美元，不過它們的前途同樣極為凶險。這是美國宇航局自今年“哥倫比亞號”穿梭機墜毀事故後所實施的第一個重大實驗。美國宇航局之所以一再推遲他們的火星登陸計劃，一方面是因為“哥倫比亞號”悲劇打擊了他們的士氣，另一方面也是此前2次火星探索任務的失敗讓他們心有餘悸。
此次，位於帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室對無人駕駛飛船進行了實驗，他們耗費的精力和財力都是空前的。在今年6月和7月發射前，這兩架被命名為“精神”和“機遇”的探測器多次在零下320華氏度的溫度以及超過太陽光亮度2倍的條件下進行實驗。實驗人員還用足以震得實驗室墻壁搖晃的聲音轟擊這兩架飛行器，巨大的聲音震得實驗室外的地面都發顫，感覺就像是地震。
實驗人員還用複雜的電腦程式進行了數千次模擬登陸實驗。第3架飛行器被“開”到酷似火星地形的帕薩迪納山地進行實驗。由於有許多未知的危險情況，人們擔心投入的資金打水漂兒。但火星登陸計劃的工程師和科學家們對前景充滿信心。火星登陸計劃的負責人彼德·泰辛格說：“各種各樣的技術確定性評估聲明，無論是航太領域和其他領域，其結果都有可能是錯誤的，因為有你不知道的惡魔會攪亂你的事情。”
蘇俄失敗創下紀錄
毋庸質疑的是，蘇聯是火星登陸計劃中飛行器墜毀最多的國家。算上俄羅斯1996年的發射失敗，蘇聯(包括俄羅斯)在過去18次火星登陸任務中失敗了14次。蘇聯的火星登陸計劃始於1960年，這個期間共發射過5架火星探測器。2架在到達地球軌道之前墜毀，這也是蘇聯火星計劃所邁出的第一步。另外2架在地球軌道爆炸，最後1架在航行了6600萬英里後喪失了傳輸無線電信號的能力，也以失敗告終。
電腦晶片和軟體的缺陷以及重大的傷亡事故成為蘇聯火星計劃的特點，這也使得蘇聯沒有取得過任何一次真正意義上的成功。蘇聯1971年發射的登陸車下降時由於角度不對，結果墜毀在火星表面。另一輛登陸車雖然安全著陸，但由於被巨大的沙塵暴包圍，20秒後即遭毀壞。蘇聯後來又發射了“蘇聯衛星22號”，當時正是1962年古巴導彈危機進行的“熱火朝天”的時候。“蘇聯衛星22號”在地球軌道爆炸，殘骸碎片像雨點般落下，結果觸動了美國早期的預警雷達系統，差一點引發了一場核戰爭。
1996年，俄羅斯試圖在歐洲合作者的協助下重新啟動他們的火星登陸計劃。結果他們發射的探測器再次墜毀。沒有人知道此次發射失敗的原因。俄羅斯人的技術水準可能不是屢試屢敗的原因--俄羅斯曾15次向金星發射探測器取得成功，而金星是距離地球最近的行星。
弗裏德曼說：“他們的系統沒有問題，但火星擊敗了他們。”加州理工學院行星科學名譽教授、前噴氣推進實驗室主任布魯斯·默裏比喻說，這就好象一個孩子在太空中變出了一個銀河惡魔。他說：“這是開玩笑，然而對於那些走的太遠的人來說，這可不是個玩笑。”
日本工程命運多舛
日本的“希望號”也是命運多舛，費盡週折，但結果還只能是停留在火星軌道上。5年來，“希望號”好象一直在展示它克服一連串壞消息的堅強和機敏。“希望號”1998年7月4日剛一發射便出現了問題--它飛離了既定飛行路線，被迫其實使用寶貴的燃料，糾正它的飛行路線。
“希望號”當時缺乏在火星軌道停留的充足燃料，只好在1999年10月急速上升，不得已與火星分道揚鑣。工程師重新調整了"希望號"的飛行軌道，以便使它更容易地飛到火星軌道，然而，這樣一來，4年的工夫過去了，而且又額外增加了兩次在地球周圍的飛行。
2002年4月，太陽耀斑破壞了“希望號”的動力系統，凍住了“希望號”剩餘的燃料，迫使工程師使出最後一招。在“希望號”經過太陽附近的時候，工程師數百次打開和關閉探測器動力系統的開關，想借太陽能之力啟動動力系統。幸運的是，他們的計劃奏效了。不過導航系統的電力不足最終使日本火星登陸計劃功虧一簣。“希望號”本月與火星擦肩而過，消失在太空浩瀚的夜空中。
登陸火星更為困難
由於如此多的登陸車未能成功登陸火星，計劃的負責人不得不“殺雞用牛刀”，比如結合使用隔熱屏、降落傘、減速火箭和氣囊。多種技術的結合使用是必要的，然而，每增加一道複雜程式，發生災難的可能性也會隨之增加。
與登陸火星相比，登陸月球不過是“小事一樁”。月球上沒有大氣，因此減速火箭就不會被吹走，從而可以指導飛行器準確“軟著陸”。雖然火星大氣層的密度只有地球大氣曾密度的1%，但它仍能在幾秒鐘內燒壞太空飛船，所產生的狂風能將太空飛船吹走。
歐洲宇航局的“獵兔犬二號”和美國宇航局的2架飛行器都將使用多部分降落：隔熱罩最先降落，4分鐘後降落傘彈開。即便使用降落傘，飛行器的下降速度也達到了大約每小時170英里，就像"一輛直接掉下來的超速行駛的賽車"(美國降落和著陸研究小組的負責人羅布·曼寧語)。
著陸前數秒鐘，巨大的氣囊會在登陸車周圍膨脹。美國飛行器接著會打開減速火箭的開關，在與火星表面碰撞前3秒鐘向下發射。大約在40英尺的高度(“獵兔犬二號”在著陸前一瞬間)，安裝了保護墊的飛行器落了下來。美國的飛行器可能會彈起約四層樓的高度，在美國宇航局所希望的"安全休息"之前，可能會行進2英里的距離。美國宇航局稱這種降落為“6分鐘的恐怖時刻”。
與其他國家相比，美國的火星登陸計劃相對比較成功--在16次發射中只有5次墜毀事故。1975年，美國的“海盜1號”和“海盜2號” 先後在火星安全著陸，美國從而成為世界上第一個航太飛船成功登陸火星的國家。1996年，美國的"開拓者"成為第一架火星飛行器，此舉證明機器人可以替人類探索遙遠的世界。迄今為止最成功的軌道飛行器“全球探測者”和“奧德賽”，目前仍在測定火星的位置，如何選擇一個合適的著陸點對於它們能否成功登陸至關重要。
康奈爾大學地質學家、美國兩位著名的飛行器製造科學家之一的史蒂文·斯奎裏斯說：“那裏總是潛伏著失敗的陰影。”但即使是從地面發射也是充滿風險的一件事：每20艘太空飛船中平均會有1艘在發射時爆炸。美國噴氣推進實驗室的地質學家馬特·格洛姆貝克也說：“毀滅的方式不止12種，實際上有100種。”
失敗嚇不倒科學家
事實上，美國也曾犯下過幾次重大失誤。1999年，"火星氣候軌道飛行器"在火星大氣層爆炸，原因是一位電腦程式員使用英國度量單位，而不是其他工程師所使用的度量單位，結果使飛行器出錯，造成了這場悲劇。
同年，“火星極地登陸車”正在距離火星表面300英尺的上空盤旋，這時，由於感測器故障，錯誤指示已經到達目標的登陸車關掉了減速火箭的開關，結果登陸車像塊石頭一樣掉了下來。默裏指出，只要經過一個簡單的實驗，這種問題本來是可以避免的。
實施計劃的科學家經常需要數個月的時間才能從這種災難性的經歷中恢復過來。1983年，亞利桑那州立大學的地質學家菲爾·克裏斯騰森剛剛畢業，並被挑選上從事製造熱發射分光計的科學研究。熱發射分光計可以通過分析岩石和土壤的“熱信號”來建立圖表。而這被認為在搜尋生命跡象方面起著至關重要的作用。克裏斯騰森日以繼夜的工作，一幹就是9年。這一價值數百萬美元的儀器安裝在了于1992年發射的“火星觀測者”軌道飛行器上。就在“火星觀測者”靠近火星軌道時，克裏斯騰森接到了一個電話，對方告訴他"火星觀測者"不見了。
克裏斯騰森說：“我一生中從來沒有經歷過這樣令人沮喪的時刻，”故障是簡單可又致命的：加壓油箱洩露的燃料進入電子管，結果引起爆炸，“火星觀測者”被炸毀了。他說：“因為某些人的疏忽，我10年的時間就這樣白白浪費了。”
雖然人類登陸火星的歷史不堪回首，但火星仍舊不斷吸引著各個國家的參與。災難畢竟是偉大發現與生俱來的產物。弗裏德曼說：“想一想16 世紀、17世紀和18世紀海洋大開發時期，當時有多少艘船葬身海底？我們在想到海洋大開發時，也不要忘記這些災難。”泰辛格指出，無論實驗多麼嚴格，飛船墜毀事故可能也在所難免，因為直到成功或失敗的那一刻，你才知道哪一種方法正確。他說：“因此，只有生活經歷才會讓你認識到是對是錯。”
即使以前產生過很好作用的設備，如飛行器的登陸系統，隨著時間的流逝也需要及時的改進和更新。美國宇航局研究火星的科學家認為，任何暴露出來的失誤都會使下一次任務成功的可能性增加。目前美國火星計劃的後勤負責人湯姆·賽恩說：“這就好比一個都是聰明人的地方，有時我們確實做了些不太聰明的事情，但是我們可以從失敗中汲取教訓，讓接下來的工作更上一層樓。”
來源:新浪科技 楊孝文 任秋淩
引自國際在線
編輯： 張雪梅 稿源： 國際線上 2003-12-25 17:30:16
國際線上消息:據《洛杉磯時報》報道，被寄予很高期望的“獵兔犬二號”火星著陸探測器沒有在第一時間發回確定其安全著陸的信號，人們開始擔心她的未來命運。其實，在過去數十年，世界各國共進行了36次火星飛行，其中便有20次被地球和火星間的漫無邊際的黑暗所吞噬。即使如此，科學家探索火星的步伐並沒有放慢！
探索太空與風險同在
地球和火星間的浩瀚空間一直都是航太器的夢魘。這裡有一個人們看不見的“惡魔”，它吞噬著太空飛船，然後將飛船的殘骸“吐”到寒冷而黑暗的空間。過去40年，人類共向火星發射了36艘太空飛船中，其中有20艘以悲劇結尾：或在地球平流層爆炸，或墜毀在火星表面，或消失在空曠的太空。
難怪太空科學家一直稱火星是“死亡星球”。就在2周以前，日本匆匆取消了其第一次也是唯一一次火星計劃。日本的“希望”號過去5年裏遭受過數不清的太空風暴的無情襲擊，由於飛船故障和系統問題，不得不結束了它的使命。
總部設在帕薩迪納的太空探險倡導組織"行星社會"的執行主任路易斯·弗裏德曼說：“太空非常無情，你做一萬件好事，沒有任何回報，可如果你做錯一件事，你會受到懲罰。”因而，隨著下個月3艘太空飛船距離火星越來越近，縈繞在人們心頭的對“死亡星球”的恐懼就日漸增加。由歐洲航太局發射的 “獵兔犬二號”的前景現在蒙上了一層陰影，而美國也準備于明年1月3日和24日分別讓2架火星飛行器著陸火星。
這2個火星飛行器耗資4億美元，不過它們的前途同樣極為凶險。這是美國宇航局自今年“哥倫比亞號”穿梭機墜毀事故後所實施的第一個重大實驗。美國宇航局之所以一再推遲他們的火星登陸計劃，一方面是因為“哥倫比亞號”悲劇打擊了他們的士氣，另一方面也是此前2次火星探索任務的失敗讓他們心有餘悸。
此次，位於帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室對無人駕駛飛船進行了實驗，他們耗費的精力和財力都是空前的。在今年6月和7月發射前，這兩架被命名為“精神”和“機遇”的探測器多次在零下320華氏度的溫度以及超過太陽光亮度2倍的條件下進行實驗。實驗人員還用足以震得實驗室墻壁搖晃的聲音轟擊這兩架飛行器，巨大的聲音震得實驗室外的地面都發顫，感覺就像是地震。
實驗人員還用複雜的電腦程式進行了數千次模擬登陸實驗。第3架飛行器被“開”到酷似火星地形的帕薩迪納山地進行實驗。由於有許多未知的危險情況，人們擔心投入的資金打水漂兒。但火星登陸計劃的工程師和科學家們對前景充滿信心。火星登陸計劃的負責人彼德·泰辛格說：“各種各樣的技術確定性評估聲明，無論是航太領域和其他領域，其結果都有可能是錯誤的，因為有你不知道的惡魔會攪亂你的事情。”
蘇俄失敗創下紀錄
毋庸質疑的是，蘇聯是火星登陸計劃中飛行器墜毀最多的國家。算上俄羅斯1996年的發射失敗，蘇聯(包括俄羅斯)在過去18次火星登陸任務中失敗了14次。蘇聯的火星登陸計劃始於1960年，這個期間共發射過5架火星探測器。2架在到達地球軌道之前墜毀，這也是蘇聯火星計劃所邁出的第一步。另外2架在地球軌道爆炸，最後1架在航行了6600萬英里後喪失了傳輸無線電信號的能力，也以失敗告終。
電腦晶片和軟體的缺陷以及重大的傷亡事故成為蘇聯火星計劃的特點，這也使得蘇聯沒有取得過任何一次真正意義上的成功。蘇聯1971年發射的登陸車下降時由於角度不對，結果墜毀在火星表面。另一輛登陸車雖然安全著陸，但由於被巨大的沙塵暴包圍，20秒後即遭毀壞。蘇聯後來又發射了“蘇聯衛星22號”，當時正是1962年古巴導彈危機進行的“熱火朝天”的時候。“蘇聯衛星22號”在地球軌道爆炸，殘骸碎片像雨點般落下，結果觸動了美國早期的預警雷達系統，差一點引發了一場核戰爭。
1996年，俄羅斯試圖在歐洲合作者的協助下重新啟動他們的火星登陸計劃。結果他們發射的探測器再次墜毀。沒有人知道此次發射失敗的原因。俄羅斯人的技術水準可能不是屢試屢敗的原因--俄羅斯曾15次向金星發射探測器取得成功，而金星是距離地球最近的行星。
弗裏德曼說：“他們的系統沒有問題，但火星擊敗了他們。”加州理工學院行星科學名譽教授、前噴氣推進實驗室主任布魯斯·默裏比喻說，這就好象一個孩子在太空中變出了一個銀河惡魔。他說：“這是開玩笑，然而對於那些走的太遠的人來說，這可不是個玩笑。”
日本工程命運多舛
日本的“希望號”也是命運多舛，費盡週折，但結果還只能是停留在火星軌道上。5年來，“希望號”好象一直在展示它克服一連串壞消息的堅強和機敏。“希望號”1998年7月4日剛一發射便出現了問題--它飛離了既定飛行路線，被迫其實使用寶貴的燃料，糾正它的飛行路線。
“希望號”當時缺乏在火星軌道停留的充足燃料，只好在1999年10月急速上升，不得已與火星分道揚鑣。工程師重新調整了"希望號"的飛行軌道，以便使它更容易地飛到火星軌道，然而，這樣一來，4年的工夫過去了，而且又額外增加了兩次在地球周圍的飛行。
2002年4月，太陽耀斑破壞了“希望號”的動力系統，凍住了“希望號”剩餘的燃料，迫使工程師使出最後一招。在“希望號”經過太陽附近的時候，工程師數百次打開和關閉探測器動力系統的開關，想借太陽能之力啟動動力系統。幸運的是，他們的計劃奏效了。不過導航系統的電力不足最終使日本火星登陸計劃功虧一簣。“希望號”本月與火星擦肩而過，消失在太空浩瀚的夜空中。
登陸火星更為困難
由於如此多的登陸車未能成功登陸火星，計劃的負責人不得不“殺雞用牛刀”，比如結合使用隔熱屏、降落傘、減速火箭和氣囊。多種技術的結合使用是必要的，然而，每增加一道複雜程式，發生災難的可能性也會隨之增加。
與登陸火星相比，登陸月球不過是“小事一樁”。月球上沒有大氣，因此減速火箭就不會被吹走，從而可以指導飛行器準確“軟著陸”。雖然火星大氣層的密度只有地球大氣曾密度的1%，但它仍能在幾秒鐘內燒壞太空飛船，所產生的狂風能將太空飛船吹走。
歐洲宇航局的“獵兔犬二號”和美國宇航局的2架飛行器都將使用多部分降落：隔熱罩最先降落，4分鐘後降落傘彈開。即便使用降落傘，飛行器的下降速度也達到了大約每小時170英里，就像"一輛直接掉下來的超速行駛的賽車"(美國降落和著陸研究小組的負責人羅布·曼寧語)。
著陸前數秒鐘，巨大的氣囊會在登陸車周圍膨脹。美國飛行器接著會打開減速火箭的開關，在與火星表面碰撞前3秒鐘向下發射。大約在40英尺的高度(“獵兔犬二號”在著陸前一瞬間)，安裝了保護墊的飛行器落了下來。美國的飛行器可能會彈起約四層樓的高度，在美國宇航局所希望的"安全休息"之前，可能會行進2英里的距離。美國宇航局稱這種降落為“6分鐘的恐怖時刻”。
與其他國家相比，美國的火星登陸計劃相對比較成功--在16次發射中只有5次墜毀事故。1975年，美國的“海盜1號”和“海盜2號” 先後在火星安全著陸，美國從而成為世界上第一個航太飛船成功登陸火星的國家。1996年，美國的"開拓者"成為第一架火星飛行器，此舉證明機器人可以替人類探索遙遠的世界。迄今為止最成功的軌道飛行器“全球探測者”和“奧德賽”，目前仍在測定火星的位置，如何選擇一個合適的著陸點對於它們能否成功登陸至關重要。
康奈爾大學地質學家、美國兩位著名的飛行器製造科學家之一的史蒂文·斯奎裏斯說：“那裏總是潛伏著失敗的陰影。”但即使是從地面發射也是充滿風險的一件事：每20艘太空飛船中平均會有1艘在發射時爆炸。美國噴氣推進實驗室的地質學家馬特·格洛姆貝克也說：“毀滅的方式不止12種，實際上有100種。”
失敗嚇不倒科學家
事實上，美國也曾犯下過幾次重大失誤。1999年，"火星氣候軌道飛行器"在火星大氣層爆炸，原因是一位電腦程式員使用英國度量單位，而不是其他工程師所使用的度量單位，結果使飛行器出錯，造成了這場悲劇。
同年，“火星極地登陸車”正在距離火星表面300英尺的上空盤旋，這時，由於感測器故障，錯誤指示已經到達目標的登陸車關掉了減速火箭的開關，結果登陸車像塊石頭一樣掉了下來。默裏指出，只要經過一個簡單的實驗，這種問題本來是可以避免的。
實施計劃的科學家經常需要數個月的時間才能從這種災難性的經歷中恢復過來。1983年，亞利桑那州立大學的地質學家菲爾·克裏斯騰森剛剛畢業，並被挑選上從事製造熱發射分光計的科學研究。熱發射分光計可以通過分析岩石和土壤的“熱信號”來建立圖表。而這被認為在搜尋生命跡象方面起著至關重要的作用。克裏斯騰森日以繼夜的工作，一幹就是9年。這一價值數百萬美元的儀器安裝在了于1992年發射的“火星觀測者”軌道飛行器上。就在“火星觀測者”靠近火星軌道時，克裏斯騰森接到了一個電話，對方告訴他"火星觀測者"不見了。
克裏斯騰森說：“我一生中從來沒有經歷過這樣令人沮喪的時刻，”故障是簡單可又致命的：加壓油箱洩露的燃料進入電子管，結果引起爆炸，“火星觀測者”被炸毀了。他說：“因為某些人的疏忽，我10年的時間就這樣白白浪費了。”
雖然人類登陸火星的歷史不堪回首，但火星仍舊不斷吸引著各個國家的參與。災難畢竟是偉大發現與生俱來的產物。弗裏德曼說：“想一想16 世紀、17世紀和18世紀海洋大開發時期，當時有多少艘船葬身海底？我們在想到海洋大開發時，也不要忘記這些災難。”泰辛格指出，無論實驗多麼嚴格，飛船墜毀事故可能也在所難免，因為直到成功或失敗的那一刻，你才知道哪一種方法正確。他說：“因此，只有生活經歷才會讓你認識到是對是錯。”
即使以前產生過很好作用的設備，如飛行器的登陸系統，隨著時間的流逝也需要及時的改進和更新。美國宇航局研究火星的科學家認為，任何暴露出來的失誤都會使下一次任務成功的可能性增加。目前美國火星計劃的後勤負責人湯姆·賽恩說：“這就好比一個都是聰明人的地方，有時我們確實做了些不太聰明的事情，但是我們可以從失敗中汲取教訓，讓接下來的工作更上一層樓。”
來源:新浪科技 楊孝文 任秋淩
全站熱搜
留言列表
