人類探測火星的最終野心是將她改造成第二個(gè)地球
人類為了接近火星，曾經(jīng)付出了巨大的代價(jià)。大約有2/3的航天器在駛往火星的過程中失敗，有的甚至在一開始就走向終結(jié)。如此高的失敗率在很大程度上歸因于星際旅行的復(fù)雜性與眾多的變量。因此，許多以火星探測為主要課題的科學(xué)家把火星戲稱為“可怕的銀河系食尸鬼”（The Great Galactic Ghoul）。失敗遠(yuǎn)多于成功的比例，使火星探測歷程又被稱為“火星詛咒”（Mars Curse）。
但是，這依然無法阻擋人類探索科學(xué)奧秘的腳步。2009年10月，美國國家宇航局與歐洲航天局之間達(dá)成協(xié)議，雙方表示將增強(qiáng)協(xié)作與提高集合能力，整合資源與技術(shù)，繼續(xù)共同向火星進(jìn)發(fā)。這項(xiàng)合作被稱為“火星聯(lián)合探測任務(wù)”（Mars Exploration Joint Initiative）。
去年，為了平息美國宇航局預(yù)算縮減可能導(dǎo)致空間探索受挫的批評，美國總統(tǒng)奧巴馬在肯尼迪航天中心向外界宣布：“在本世紀(jì)30年代中期，我相信我們有能力將人類送入火星軌道并安全返回地球。”奧巴馬同時(shí)表示，火星登陸計(jì)劃將會(huì)繼續(xù)推進(jìn)。那么，人類為何在屢次失敗的情況下，依然積極推進(jìn)火星探測計(jì)劃呢？請閱讀下一節(jié)，了解人類探測火星的原因。
人類為什么要探測火星
“搜尋地外文明計(jì)劃”行星科學(xué)家艾德里安•布朗認(rèn)為，火星探測的最明顯益處是推動(dòng)科技的進(jìn)步。“在探索下一個(gè)邊界的時(shí)候，我們通常要沖破現(xiàn)有技術(shù)的極限。”布朗認(rèn)為，“如果我們沒有跨越廣闊的海洋而達(dá)到亞洲、非洲以及新世界的邊界，我們可能無法發(fā)明如此精確的計(jì)時(shí)系統(tǒng)與航海技術(shù)。”
藝術(shù)家想象圖：鳳凰號探測器正在火星上工作
換句話說，為了滿足人類探索的渴望，我們需要努力將技術(shù)向前推進(jìn)得更遠(yuǎn)。20世紀(jì)的空間探索，為我們的遠(yuǎn)程通信技術(shù)、濾水技術(shù)帶來了巨大的進(jìn)步。同樣的道理，未來的火星探索所應(yīng)用的新技術(shù)，將對地球人類的生活產(chǎn)生重要影響。
“這同時(shí)也是一個(gè)機(jī)遇，它可以鼓勵(lì)億萬青少年進(jìn)入到科學(xué)與工程領(lǐng)域”，以支持探索與移民火星為目標(biāo)的組織“火星社會(huì)”（Mars Society）創(chuàng)始人卓比林表示，“如果他們開發(fā)思維并學(xué)習(xí)這些科學(xué)，將產(chǎn)生探索與充當(dāng)開拓未來新世界先驅(qū)的愿望，整個(gè)社會(huì)也會(huì)因此而得益。”
除此之外，探索并移居火星，可能為人類擴(kuò)展到其它世界提供立足之地。宇宙學(xué)家史蒂芬•霍金確信，這是人類長遠(yuǎn)生存的關(guān)鍵步驟。雖然火星寒冷、干燥且?guī)缀鯖]有風(fēng)，但是它曾經(jīng)溫暖和濕潤過。如果我們能夠在火星表面的巖石下找到水，那么人類最終定居火星并非不可實(shí)現(xiàn)。
還有極為重要一點(diǎn)，就是通過火星探測，可以找到過去和未來地球演進(jìn)的線索。在太陽系形成的45億年前，地球、金星和火星曾經(jīng)十分相似，它們都是小體積、多巖石的星球。但是后來金星變得灼熱，高達(dá)900攝氏度的高溫足以熔化鉛；火星則變得極為寒冷，其夜間氣溫可以低達(dá)零下幾百攝氏度。而地球卻“剛剛好”，科學(xué)家稱之為“金發(fā)效應(yīng)”（Goldilocks effect）。為什么地球恰好保持溫暖，而液體沒有結(jié)冰或者蒸發(fā)？氣候變暖是否會(huì)讓地球成為下一個(gè)金星或者火星？人類的火星探索可能會(huì)找到某些線索。
正是因?yàn)檫@些原因，美國政府去年宣布放棄以月球?yàn)橹行牡?#8220;星座計(jì)劃”，并把重心轉(zhuǎn)移到探索火星的計(jì)劃上來。那么，美國目前的火星探測計(jì)劃進(jìn)展如何？請接著閱讀下一節(jié)尋找答案。
美國火星探測計(jì)劃進(jìn)展情況
迄今為止，美國的火星探測計(jì)劃已經(jīng)經(jīng)歷了飛近、軌道環(huán)繞、登陸與漫游三個(gè)階段。
當(dāng)人類初步探索太陽系的過程中，首先進(jìn)行的任務(wù)就是飛近火星，并在這個(gè)過程中盡可能拍攝足夠多的火星照片。這一階段的代表探測計(jì)劃是水手3-4(Mariner 3-4)與水手6-7(Mariner 6-7)。
2001年10月，火星奧德賽航天器在行駛6個(gè)月后進(jìn)入火星軌道
然后是進(jìn)行環(huán)繞飛行，隨著手中掌握的數(shù)據(jù)與技術(shù)不斷積累，美國開始著手將航天器送入環(huán)火星運(yùn)行軌道，從而進(jìn)行長期與全球性研究。執(zhí)行軌道任務(wù)的項(xiàng)目包括：水手8-9、海盜1-2（Viking 1-2）、火星觀察者（Mars Observer）、火星環(huán)球探測器（Mars Global Surveyor）、火星氣候軌道器（Mars Climate Orbiter）、2001火星奧德賽（2001 Mars Odyssey）、火星快車（Mars Express）與火星探測軌道衛(wèi)星（Mars Reconnaissance Orbiter）。
美國當(dāng)前進(jìn)行的第三個(gè)階段，著重推進(jìn)火星登陸與漫游計(jì)劃。經(jīng)過前期的勘測與技術(shù)準(zhǔn)備，美國著手在火星表面登陸。現(xiàn)在，美國的火星探測器不僅可以在某一地點(diǎn)定點(diǎn)登陸，而且可以使用火星車在火星表面活動(dòng)。這一階段的主要火星探測計(jì)劃包括：海盜 1-2（Viking 1-2）、探路者（Pathfinder）、極地登陸者與外太空2號（Polar Lander/Deep Space 2）、火星漫游者探測器（Mars Exploration Rovers）、鳳凰號（Phoenix）與火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（Science Laboratory）。
根據(jù)美國國家航天局的規(guī)劃，美國未來的火星探索計(jì)劃包括以下三個(gè)階段。
一是飛機(jī)與氣球探測。美國將向火星發(fā)射航天飛機(jī)，并以前所未有的視角觀察火星：在火星的空中進(jìn)行飛翔觀測。
二是進(jìn)行表面探測。進(jìn)入火星地表以下，將告訴我們火星的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，特別是揭開火星是否有水的謎團(tuán)，甚至得出火星未來是否適宜人類居住的結(jié)論。
三是進(jìn)行樣本采集。美國的火星探測項(xiàng)目計(jì)劃從火星的巖石、土壤和大氣采集樣本，并送回地球進(jìn)行研究，這將為科學(xué)家在地球的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行精確研究提供條件。
未來的火星探測計(jì)劃主要有火星大氣與不穩(wěn)定性進(jìn)化任務(wù)（MAVEN）、 ExoMars與氣體跟蹤軌道衛(wèi)星任務(wù)（Trace Gas Orbiter）、2018火星任務(wù)（Mars 2018 Mission）、2020后火星任務(wù)等。2018火星任務(wù)由美國與歐盟聯(lián)合資助，原本計(jì)劃向火星發(fā)射雙方的兩輛火星探測車，目標(biāo)是收集火星樣本并返回地球。但是，該合作計(jì)劃卻一波三折。請閱讀下一陳，了解美國宇航局和歐洲航天局聯(lián)合火星探測項(xiàng)目。
美國宇航局和歐洲航天局聯(lián)合火星探測項(xiàng)目
根據(jù)最新的消息，美國宇航局（NASA）和歐洲航天局(ESA)將對2018年送往火星的一對“漫游者”計(jì)劃進(jìn)行縮減，代之以一個(gè)單獨(dú)的可鉆探火星地面的探測工具，他們計(jì)劃通過它收集火星土壤，并最終送回地球。
火星漫游者探測器拍攝到的火星地表
2011年4月18日，美國宇航局科學(xué)任務(wù)委員會(huì)行星科學(xué)部主管吉姆•格林表示，該機(jī)構(gòu)將提供12億美元用于該任務(wù)，包括將航天器送入太空的費(fèi)用。他同時(shí)向美國宇航局顧問委員會(huì)行星科學(xué)分會(huì)透露，歐洲航天局成員國可能于今年5月決定是否推進(jìn)這項(xiàng)基本構(gòu)想，包括美國“火星天體生物學(xué)發(fā)現(xiàn)－收集者”(MAX-C)與“歐洲火星太空生物漫游者”（ExoMars）的聯(lián)合科學(xué)目標(biāo)，二者均計(jì)劃于2018年發(fā)射升空。
未來“合并的火星漫游者”的設(shè)計(jì)，實(shí)際上有賴于合作雙方的目標(biāo)、能力與投資各方面的博弈。美國表示，美國宇航局將繼續(xù)集中精力開發(fā)從火星表面快速收集土壤樣本的系統(tǒng)，這是美國國家研究委員會(huì)確定的在行星科學(xué)研究領(lǐng)域未來10年的首要任務(wù)。
雖然國家已經(jīng)將機(jī)器人樣本回收任務(wù)列為當(dāng)務(wù)之急，但是有分析人士認(rèn)為，美國宇航局要繼續(xù)推進(jìn)預(yù)計(jì)花費(fèi)35億美元的MAX-C的漫游者，最好把價(jià)簽縮減到25億美元，但是有人依然認(rèn)為這項(xiàng)行星探測計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)過高，并認(rèn)為將來幾年可能會(huì)繼續(xù)縮減。
隨著美國可能向合作項(xiàng)目提供近10億美元的資助，雙方終于在今年四月初重新回到合作談判桌。在過去的10年當(dāng)中，經(jīng)過雙方的磋商，整個(gè)探測計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)最終明顯縮減，這也造就了最后的由雙方共同完成單個(gè)火星漫游車的決定。
美國宇航局火星探測計(jì)劃負(fù)責(zé)人道格•麥奎遜強(qiáng)調(diào)，雙方正在討論聯(lián)合工作的人選與任務(wù)。不過，他聲稱，美國宇航局可能負(fù)責(zé)漫游者下降段（descent stage）的工作，這以火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MSL)作為技術(shù)基礎(chǔ)。而歐洲航天局則有可能開發(fā)探測鉆頭，因?yàn)闅W洲在早期的ExoMars計(jì)劃中已經(jīng)擁有這方面的技術(shù)優(yōu)勢。
