北京時(shí)間10月23日消息，美國(guó)宇航局正在火星軌道運(yùn)行的“火星勘測(cè)軌道器”（MRO）昨天已經(jīng)在歐洲空間局（ESA）的“斯恰帕拉利”（Schiaparelli）著陸器預(yù)定著陸地附近拍攝到一處新出現(xiàn)的黑色斑點(diǎn)。在最新舉行的媒體發(fā)布會(huì)上歐洲空間局相關(guān)人士一再回避關(guān)于這顆著陸器是否已經(jīng)墜毀的提問，但大家心里基本都有了答案：這顆著陸器已經(jīng)墜毀，任務(wù)失敗。歐空局事實(shí)上也已經(jīng)默認(rèn)了這一點(diǎn)。


美國(guó)宇航局火星勘測(cè)軌道器拍攝的最新圖像上可以看到在歐洲空間局“斯恰帕拉利”著陸器的預(yù)定著陸點(diǎn)附近，新出現(xiàn)了兩個(gè)斑點(diǎn)。其中一個(gè)位于畫面南側(cè)，較為明亮，應(yīng)該是降落傘，而在其北側(cè)大約1公里處，一個(gè)明顯的黑色斑點(diǎn)極有可能是著陸器快速撞擊地面并發(fā)生爆炸后的痕跡

　　“斯恰帕拉利”著陸器于2016年10月19日國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)14:42分（北京時(shí)間10月19日22:42）開始接觸火星大氣層。在隨后的6分鐘時(shí)間內(nèi)，它將完成一系列自動(dòng)程序動(dòng)作并著陸到火星表面，但在著陸之前，地面失去了與這顆著陸器的聯(lián)系。根據(jù)歐空局對(duì)外公布的說法，目前正在火星軌道飛行的“斯恰帕拉利”著陸器母船——TGO（痕量氣體軌道器）已經(jīng)接收到著陸器下降過程中的相關(guān)工程數(shù)據(jù)，地面科學(xué)家和工程師正對(duì)此次著陸過程開展分析。
　　而與此同時(shí)，根據(jù)事先計(jì)劃，美國(guó)宇航局的“火星勘測(cè)軌道”（MRO）搭載的低分辨率CTX相機(jī)在10月20日對(duì)“斯恰帕拉利”的預(yù)定著陸區(qū)進(jìn)行了成像，在22日對(duì)外發(fā)布的高清圖像（每像素6米）中可以看到，相比該飛船在今年5月份拍攝的同一區(qū)域圖像，該區(qū)域地面上多出了兩個(gè)物體。
　　其中一個(gè)點(diǎn)反光度較高，該物體可能是“斯恰帕拉利”著陸器直徑12米的降落傘，另一個(gè)點(diǎn)看上去是一個(gè)黑色斑點(diǎn)，邊緣模糊，大小大約是15X40米，位置大致位于降落傘北側(cè)約1公里。外界普遍認(rèn)為這可能就是“斯恰帕拉利”著陸器高速墜毀時(shí)在地面上留下的撞擊痕跡。自此，盡管歐空局迄今為止一直未有對(duì)外正式宣布“斯恰帕拉利”著陸器已經(jīng)墜毀，但整件事情基本上可以說已經(jīng)塵埃落定了。


正在進(jìn)行震動(dòng)測(cè)試的歐空局“痕量氣體軌道器”（TGO）和“斯恰帕拉利”著陸器

究竟發(fā)生了什么？
　　此次抵達(dá)火星的“痕量氣體軌道器”（TGO）和斯恰帕拉利”著陸器是歐洲執(zhí)行的ExoMars項(xiàng)目的第一階段，該項(xiàng)目一共分為兩期，第二期將在2020年將歐洲第一輛火星車送往火星表面。該項(xiàng)目的主要目的是搜尋火星表面過去或現(xiàn)在可能存在生命的跡象，并評(píng)估火星地表水圈與地球化學(xué)環(huán)境的演變，調(diào)查火星大氣內(nèi)痕量氣體的濃度與來源。比如此前的研究顯示火星大氣中含有甲烷氣體，這種氣體在大氣中應(yīng)當(dāng)會(huì)因?yàn)槿菀追纸舛鵁o法長(zhǎng)期存在，因此火星大氣中存在甲烷氣體的事實(shí)表明一定有某種來源在不斷向火星大氣中補(bǔ)充甲烷氣體。而甲烷氣體的重要產(chǎn)生機(jī)制便是生命活動(dòng)的產(chǎn)物，ExoMars計(jì)劃的執(zhí)行將幫助科學(xué)家們最終查明這些問題的答案。
　　在歐空局20日舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，歐空局和ExoMars項(xiàng)目的相關(guān)負(fù)責(zé)人回應(yīng)了來自媒體的一些問題，其中不乏一些相當(dāng)尖銳的問題。比如來自BBC等媒體的記者多次直接提問，要求歐空局相關(guān)負(fù)責(zé)人回應(yīng)，有多大可能性，可以認(rèn)為“斯恰帕拉利”著陸器已經(jīng)墜毀。但很顯然，出于未來項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)以及公共影響等相關(guān)考慮，歐空局相關(guān)負(fù)責(zé)人一直回避直接回答該問題，而是不斷強(qiáng)調(diào)本次任務(wù)的主要目的已經(jīng)達(dá)到，即歐洲已經(jīng)成功地將TGO軌道器送入火星軌道，而“斯恰帕拉利”著陸器只是一顆試驗(yàn)性的著陸器，目的就是技術(shù)驗(yàn)證，何況TGO飛船已經(jīng)采集到“斯恰帕拉利”著陸器下降過程中的大量工程學(xué)數(shù)據(jù)，因此整個(gè)任務(wù)是一個(gè)“完全的成功”，并且多次強(qiáng)調(diào)目前斷言任何結(jié)論都還為時(shí)尚早。
　　但盡管歐空局表示目前科學(xué)家們?nèi)匀辉趯?duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出任何結(jié)論目前都為時(shí)尚早，并且承諾在數(shù)據(jù)分析完成后將盡快對(duì)外發(fā)布結(jié)果。但在20日的發(fā)布會(huì)上仍然能夠獲得一些大致的情況。


2003年歐洲由“火星快車”探測(cè)器攜帶并釋放的“獵兔犬-2號(hào)”著陸器，該著陸器在降落后失蹤，直到12年后才由美國(guó)的探測(cè)器從軌道上拍攝的高清圖像找到

哪個(gè)環(huán)節(jié)出了錯(cuò)？
　　由于火星與地球之間的距離遙遠(yuǎn)，通訊會(huì)存在數(shù)分鐘的延時(shí)，因此在探測(cè)器著陸的大約6分鐘時(shí)間里，它必須完全依賴于預(yù)設(shè)的計(jì)算機(jī)程序，獨(dú)立完成整個(gè)過程，在著陸過程中如果發(fā)生任何意外狀況，地面基本完全是無能為力的。這種幾乎是賭博的做法也是火星著陸最大的風(fēng)險(xiǎn)之一。
　　按照預(yù)定計(jì)劃，“斯恰帕拉利”著陸器在10月16日脫離母船“痕量氣體軌道器”（TGO）。與著陸器分離之后大約12小時(shí)，母船TGO開始執(zhí)行航向修正以避免與火星大氣層碰撞并繼續(xù)向前飛行，準(zhǔn)備進(jìn)入火星軌道。
　　3天之后，10月19日國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)14:42分，“斯恰帕拉利”著陸器開始進(jìn)入火星大氣層，執(zhí)行所謂“進(jìn)入、下降與著陸”（EDL）程序，此時(shí)“斯恰帕拉利”距離火星地表的高度約為121公里，飛行速度約每小時(shí)2.1萬公里。
　　在接下來的3~4分鐘時(shí)間里，著陸器與火星大氣之間的劇烈摩擦將讓飛船大大減速，而在此期間，著陸器前方的隔熱罩將會(huì)保護(hù)著陸器不至于被摩擦產(chǎn)生的高溫?zé)龤АＦ浔砻嫱扛驳母魺岵牧蠈⒃跓g過程中熔化并蒸發(fā)，從而帶走熱量，保護(hù)內(nèi)部設(shè)備。
　　當(dāng)速度下降到1700公里/小時(shí)以下，“斯恰帕拉利”著陸器距離火星表面高度大約11公里，此時(shí)主降落傘將被打開，開傘時(shí)間不超過1秒。在降落傘作用下，著陸器將進(jìn)一步減速并在大約40秒的時(shí)間內(nèi)讓飛船的震動(dòng)平復(fù)下來，隨后飛船前方的隔熱罩將被拋掉。
　　降落傘會(huì)將著陸器的速度減至250公里/小時(shí)，隨后飛船的后蓋（包括上面連著的降落傘）將一同被拋掉。此時(shí)“斯恰帕拉利”著陸器完全暴露于火星大氣中，繼續(xù)下降。
　　緊接著，著陸器四周安裝的三組聯(lián)氨反推發(fā)動(dòng)機(jī)將啟動(dòng)以進(jìn)一步穩(wěn)定并控制下降速度。下降雷達(dá)開機(jī)并開始測(cè)量飛船與地面之間的高度。當(dāng)距離地面只剩下大約2米的時(shí)候，“斯恰帕拉利”著陸器將進(jìn)行短暫的空中懸停，隨后關(guān)閉反推發(fā)動(dòng)機(jī)并讓著陸器以自由落體形式落到地面上。
　　如此，在著陸時(shí)探測(cè)器下墜的仍然將有每秒數(shù)米的速度，為了緩解最后階段自由落體時(shí)的震動(dòng)，飛船底部安裝了類似汽車減震裝置的可壓縮部件，從而防止飛船在墜地時(shí)受到損壞。
　　整個(gè)“進(jìn)入、下降與著陸”（EDL）程序持續(xù)時(shí)間不到6分鐘。但是在這6分鐘時(shí)間里可以發(fā)生很多事。究竟發(fā)生了什么？
　　就目前所知曉的一些信息，歐空局已經(jīng)得到了一些初步分析結(jié)果。專家認(rèn)為一直到著陸器打開降落傘為止，整個(gè)程序還都是完全正常的，但就在降落的最后階段故障發(fā)生了：著陸器顯然提前拋掉了降落傘，數(shù)據(jù)顯示反推發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)，但其工作時(shí)間顯然偏短：按照正常程序，反推發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)工作30秒左右，但實(shí)際上它可能只工作了3~4秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于預(yù)設(shè)時(shí)間。于是，這顆著陸器并未按計(jì)劃在距離地面大約2米的高度，而是在2~4公里的高度上便開始了自由落體，如此其接觸地面時(shí)的速度將會(huì)高達(dá)300公里/小時(shí)，這將造成猛烈撞擊，而美國(guó)宇航局的MRO飛船拍攝的圖像上可以看到相當(dāng)明顯的撞擊點(diǎn)，也證明撞擊發(fā)生時(shí)有大量地面物質(zhì)被濺射出來。當(dāng)然還有很大的可能性就是“斯恰帕拉利”著陸器在撞擊地面時(shí)發(fā)生了爆炸和起火，因?yàn)樗鼣y帶有幾個(gè)燃料箱，考慮到它在如此高的高度上就已經(jīng)關(guān)機(jī)，其中應(yīng)該還會(huì)剩余相當(dāng)多的燃料。
　　為何會(huì)出現(xiàn)這樣的故障？目前還需要等待歐空局進(jìn)一步的消息。何時(shí)會(huì)出新的消息目前也不得而知，但外界至少可以期待的是在下周，按照計(jì)劃美國(guó)宇航局MRO探測(cè)器搭載的高清相機(jī)將拍攝墜毀地點(diǎn)的高分辨率圖像，屆時(shí)我們將能夠更加清晰地目睹現(xiàn)場(chǎng)所發(fā)生的情況。
登陸火星之難
　　一艘軌道器攜帶一艘著陸器抵達(dá)火星，隨后向火星地表釋放著陸器。最后的結(jié)果是軌道器成功進(jìn)入軌道，而著陸器出現(xiàn)故障。對(duì)于歐洲而言，這樣的一幕并非首次發(fā)生。
　　2003年，歐洲首個(gè)火星探測(cè)器“火星快車”（Mars Express）軌道器釋放的由英國(guó)研制的“獵兔犬-2號(hào)”（Beagle-2）著陸器在降落的最后過程中失去聯(lián)絡(luò)，下落不明。直到將近12年后的2015年，“獵兔犬-2號(hào)”才在美國(guó)宇航局的火星勘測(cè)軌道器（MRO）拍攝的高清圖像上被識(shí)別出來。
　　如今歐洲的第二次火星登陸嘗試再次以失敗告終，人們?cè)谕锵е喑浞指惺艿降顷懟鹦堑母唠y度。上世紀(jì)美蘇冷戰(zhàn)期間兩國(guó)除了在載人航天和登月等方面展開激烈爭(zhēng)奪之外，在火星也曾經(jīng)上演互相比拼的大戲。
　　從1960年一直到1991年解體，蘇聯(lián)一共向火星發(fā)射過17次探測(cè)器，但其中只有3次獲得了部分成功，而其中的著陸嘗試則全部以失敗告終。相比之下，美國(guó)的成功率要高得多，從1964年開始到今天，美國(guó)已經(jīng)執(zhí)行了20多次火星探測(cè)任務(wù)，成功率在60%左右。而從全球整體來看，自20世紀(jì)60年代以來，國(guó)際上一共實(shí)施了大約42次火星探測(cè)任務(wù)，成功率大約52%。
　　實(shí)現(xiàn)火星著陸需要先進(jìn)的飛控程序，精確的計(jì)算和超遠(yuǎn)距離上的測(cè)控能力。當(dāng)然另外還需要長(zhǎng)期火星探測(cè)中所積累的關(guān)于火星大氣性質(zhì)與空氣動(dòng)力學(xué)方面的大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。由于火星擁有稀薄的大氣層，因此在著陸時(shí)通常有三種做法：最早一種，也是從月球項(xiàng)目衍生的產(chǎn)物，以美國(guó)1970年代執(zhí)行的海盜號(hào)項(xiàng)目為代表，采用降落傘和反推發(fā)動(dòng)機(jī)為減速手段，實(shí)現(xiàn)探測(cè)器在火星表面的軟著陸，此次歐洲的斯恰帕拉利著陸器所采用的也正是這種做法；第二種方式是最早在1996年由美國(guó)的火星探路者（Mars Pathfinder）探測(cè)器上所采用的充氣氣囊彈跳方式，那次任務(wù)中還攜帶了世界上第一輛火星車，后來的第二代火星車勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)也均采用了相似的氣囊彈跳著陸方式；而最新的火星車“好奇號(hào)”由于體積質(zhì)量過于龐大，美國(guó)宇航局設(shè)計(jì)了全新的方式，也就是第三種火星著陸方式：所謂的“天空起重機(jī)”（skycrane），它先是采用降落傘為探測(cè)器減速，隨后在拋離隔熱罩之后，由一臺(tái)安裝反推發(fā)動(dòng)機(jī)的懸吊裝置將好奇號(hào)火星車穩(wěn)穩(wěn)地懸吊并放置到火星表面上。目前只有美國(guó)成功進(jìn)行過全部三種著陸方式并在技術(shù)上日臻成熟。
　　相比之下，俄羅斯、歐洲、日本甚至印度，盡管都發(fā)射了火星探測(cè)器，但都是軌道器，歐洲嘗試了兩次著陸，最后都以失敗告終。
2020展望與人類的火星未來
　　2020年將是一個(gè)火星探測(cè)的高峰年。如果此次“斯恰帕拉利”著陸器的失利以及經(jīng)費(fèi)短缺等方面的困難沒有對(duì)歐空局造成過多的干擾，ExoMars項(xiàng)目能夠按計(jì)劃執(zhí)行，那么2020年歐洲將發(fā)射該項(xiàng)目第二階段的歐洲首輛火星車。而美國(guó)方面在2018年執(zhí)行“洞察”（Insight）號(hào)火星著陸器計(jì)劃之后，也已經(jīng)決定將在2020年發(fā)送一輛火星車，再加上我們國(guó)家前不久已經(jīng)正式宣布立項(xiàng)2020年的火星探測(cè)項(xiàng)目，其中將包括一次性完成“繞、落、巡”三步，即一次性發(fā)射一艘軌道器、一艘著陸器并釋放一輛火星車，這在世界火星探測(cè)歷史上都是前所未有的。
　　如果這些項(xiàng)目都能夠按照計(jì)劃進(jìn)行，那么到2020年時(shí)，就將出現(xiàn)中國(guó)、歐洲和美國(guó)在同一年發(fā)射火星車的景象，這些火星車將在很短的間隔內(nèi)相繼抵達(dá)火星。這將是第一次在這顆紅色星球上同時(shí)有來自不同國(guó)家的漫游車開展工作，一改長(zhǎng)期以來美國(guó)壟斷整個(gè)火星表面巡視探測(cè)的局面。
　　最后，印度在2014年成功實(shí)現(xiàn)亞洲國(guó)家首次環(huán)繞火星探測(cè)（“曼加里安”號(hào)）之后已經(jīng)宣布，該國(guó)計(jì)劃在2020年發(fā)射“曼加里安-2號(hào)”（Mangalyaan-2），其設(shè)計(jì)方案為火星軌道器，但印度方面也指出，該計(jì)劃中有可能最終會(huì)包括一顆著陸器和一輛火星車。如果該計(jì)劃得以順利執(zhí)行，那么火星上的交通看起來會(huì)更加“擁擠”了，要知道按照一般“慣例”，盡管美國(guó)的機(jī)遇號(hào)火星車幸存到2020年之后的可能性不大，但目前正在火星蓋爾隕坑里忙著攀登夏普山的美國(guó)好奇號(hào)火星車還是有很大的可能性將會(huì)持續(xù)工作到2020年以后的。
　　如果情況的確如此，那么在最樂觀的情況下，在2021年前后火星上將出現(xiàn)同時(shí)有來自美國(guó)、歐洲、中國(guó)和印度的5輛火星車一同工作，這將會(huì)是令人興奮的有趣場(chǎng)面。
　　當(dāng)然，正如歷史已經(jīng)教會(huì)我們的，也正如歐洲的航天人們?cè)?003年和前不久剛剛所經(jīng)歷的那樣，火星著陸絕對(duì)不是一件容易的事，而是一項(xiàng)充滿著風(fēng)險(xiǎn)和未知的挑戰(zhàn)，但正是50多年來我們的先輩們堅(jiān)持不懈的嘗試和努力，才讓今天的我們對(duì)于這顆紅色星球有了前所未有的深入了解。
　　在未來20~30年內(nèi)，人類的宇航員將有很大可能首次踏足這顆星球，這將是人類中的成員首次踏上另外一顆行星的表面，這將是一件具有劃時(shí)代意義的偉大里程碑，因?yàn)樗鼧?biāo)志著人類作為一個(gè)物種，正朝著成為“太空物種”或“多星球物種”邁出堅(jiān)定步伐。從目前的情況來看，人類最早一批登陸火星的宇航員們應(yīng)該已經(jīng)出生了，他或她現(xiàn)在應(yīng)該就在中國(guó)或者美國(guó)的某地，讀著小學(xué)、初中或者高中，在學(xué)校里勤奮努力學(xué)習(xí)著。這個(gè)他，或者她，會(huì)是屏幕前的你嗎？

歐洲最新火星著陸器著陸失敗

圖文簡(jiǎn)介

在最新舉行的媒體發(fā)布會(huì)上歐洲空間局相關(guān)人士一再回避關(guān)于“斯恰帕拉利”......