美國鳳凰號25日飛行6.79億公里著陸火星

美國"鳳凰"號火星著陸探測器預計將於25日降落在火星北極附近。

如果成功著陸，"鳳凰"號將取樣分析火星地表下的冰層，得出的數據將用於判斷火星上是否出現過液態水和有機化合物，這是生命存在的必要條件。

隨著"鳳凰"號著陸火星時間日漸臨近，美國國家航空和航天局（美國宇航局）公布了關於這次星際探測的更多細節。


這是一幅描繪的"鳳凰"號火星著陸探測器著陸火星的景象。美國宇航局說，去年8月升空的"鳳凰"號火星著陸探測器目前已經飛抵火星附近。按計畫它將於5月25日在火星北極附近區域著陸。路透

鑿冰取樣

採集火星表層下的冰並加以分析是"鳳凰"號此行的首要任務，也是其有別於其他火星探測使命的不同之處。

為此，這個由三支腳支撐的火星著陸探測器裝備特殊，有著一條長2.35米的機械挖掘臂。這隻由鋁、鈦等金屬材料製成的機器臂膀可以彎曲，末端配有可用於掘土的反鏟，能夠挖掘61厘米深的壕溝。

降落之後幾個火星日內，重約350公斤的"鳳凰"號將開始挖掘工作，伸展機器手臂採取火星上的土壤樣本。因為與地球轉速不同，一個火星日比地球上的一天長近40分鐘。

科學家認為，火星北極地帶有大量冰層，存在於地表2到30厘米之下。一旦表層土壤清除乾淨、露出埋藏其下的冰層，"鳳凰"號將正式開始鑿冰取樣。為此，"鳳凰"號的機器手臂末端配有電鑽，能夠鑿碎堅硬的冰層。

"鳳凰"號探測任務的負責人之一雷．阿維德松形容說："那兒將成為一個建築工地......（冰層）堅硬的如同人行道。"

資料圖片：2007年2月1日，在美國科羅拉多州丹佛的實驗室，技術工程師正在檢查"鳳凰"號火星探測器的著陸器。 新華社/路透

"迷你烤箱"

成功取樣之後，"鳳凰"號將就地分析火星冰樣。"鳳凰"號上的科學實驗室即為此配備，其中類似迷你烤箱的裝置是分析冰樣的主要設備。

通過安裝在"鳳凰"號機器手臂上的照相機，科學家將選擇用於進一步分析的樣品。經一個漏斗篩選，這些樣品將被分送至8個一次性使用的微型烤箱，每個烤箱長1.27厘米，直徑0.32厘米。烤箱將緩慢加熱冰樣至982攝氏度，隨之生成的水蒸氣將由一個分光計加以分析，測量其中特定分子的體積和構成。

出發前，"鳳凰"號經過全面消毒殺菌，以確保其採集的樣品不被地球微生物污染。

"鳳凰"號上的其他儀器還將分析火星土壤、冰層中的礦物質，並繪製土壤中個體顆粒的結構。"鳳凰"號還將探測，在歷史上出現更溫暖、潮濕的氣候條件時，火星現有的地下冰層是否融化過。如果"鳳凰"號發現沉積的鹽或砂，則可作為液態水曾經在火星上流過的證據。

美國亞利桑那大學的行星地理學學者彼得．史密斯是這次火星探測項目的負責人之一。他說："我們真地想弄清楚，（火星上的）冰是否曾經融化過，因為液態水是可居住環境的必要條件。"

路透社報導因此認為，"鳳凰"號這次降落火星，擔負任務將揭開人類探索火星的新篇章。

不過，尋找火星上是否存在過生命痕跡並非"鳳凰"號此行任務。"搞清楚"誰在那兒住"的任務還是留給今後的火星探測使命吧，"史密斯說。

這是一幅描繪的"鳳凰"號火星著陸探測器著陸火星的景象。路透

"恐怖7分鐘"

在火星上開展工作之前，"鳳凰"號首先得經歷"恐怖7分鐘"，即從進入火星大氣層到最後著陸的過程。

"鳳凰"號預計將於格林尼治時間25日晚11時30分（北京時間26日清晨7點30分）之後開始降落。在距離火星地表125公里的高空，"鳳凰"號將以1.9萬公里的時速進入稀薄的火星大氣層。

之後的7分鐘內，"鳳凰"號將利用與火星大氣層的摩擦並打開降落傘減速，最後將減至時速8公里每小時，實現"軟著陸"。

史密斯形容這個過程為"恐怖7分鐘"。"盡力屏住呼吸7分鐘，"他說，"有大把時間讓人感到非常緊張"。

自人類探索火星以來，一半以上的探索任務因為探測器著陸失敗而告終。與2004年成功著陸的"勇氣"號和"機遇"號兩架火星車不同，"鳳凰"號這次著陸火星不會使用氣囊減速。

美國宇航局噴氣推進實驗室項目主管巴裡．戈爾德施泰因解釋，用氣囊減速的方法不適用於"鳳凰"號這類重量偏高的火星探測器。若以此法著陸，"鳳凰"號需要使用更大、更重的氣囊，勢必減少用於其他探測儀器的有效載重。

如果一切正常，美國宇航局將在格林尼治時間25日晚上11時53分（北京時間26日早7時53分）收到"鳳凰"號從火星地面傳回的信號。以光速傳播的無線電波需要15分鐘將信號從火星傳至地球。

如果一切順利，"鳳凰"號將在著陸2個小時後向地球傳回第一張圖片，圖像可能是其太陽能電池板。

目標"北極"

火星北極附近區域是"鳳凰"號的著陸目標，選擇此地有獨到用心。

"鳳凰"號的著陸點在火星北極平原瓦斯蒂塔斯－伯勒里斯上，在火星上的位置相當於地球上的加拿大北部。

史密斯解釋，選擇此地作為"鳳凰"號著陸目的地，因為這是最有可能保存火星地質歷史的地帶。

在地球上，科學家研究氣候變化歷史的首選是兩極地帶，從那裡取得的冰芯封存著地球氣候變化的數據。同樣的道理也適用於火星。

"我們一路北上，"史密斯說："在那裡，生命歷史以最純淨的形式保存，諸如有機分子、細菌細胞微生物等等。"

"我們猜想，在火星上或許也是如此，"他說。"極地是個大儲藏室，就好像你用廚房裡的冰箱儲存食物一樣，行星把有機物質和生命的歷史保存在冰層中。"

火星北極地帶的平坦地勢也成為降落目的地的選擇的原因之一。阿維德松說，"這是整個火星岩石最少的地區之一"，能增加"鳳凰"號著陸的安全係數。

漫長旅程

"鳳凰"號於去年夏天從美國佛羅里達州發射升空，著陸火星之前穿越了漫長旅程。

降落火星之前，"鳳凰"號已經旅行了6.79億公里。抵達火星之後，它將呆在原地不動。

降落火星的最初幾天裡，"鳳凰"號不會立即採取冰樣，而將花些時間檢測所攜帶設備是否可用，也會伸展機器手臂挖一、兩掊土。

在第10個火星日，"鳳凰"號將正式開始鑿冰取樣。接下來的3個月裡，"鳳凰"號將持續採取冰樣，預計每天鑿冰兩個半小時。

與在火星表面執行任務已經4年的"勇氣"號和"機遇"號火星車相比，"鳳凰"號的任務時間較短，只有3個月。

科學家認為，在3個月任務結束後，"鳳凰"號仍有可能繼續存活一個月，直到火星上的秋天來臨。但由於太陽能電池板供電不足，"鳳凰"號不可能活過火星上的冬天。

"當太陽低垂之時，它的腳將被乾燥的冰層覆蓋，"阿維德松說。
之一："鳳凰"號降落火星過程

"鳳凰"號火星著陸探測器能否順利展開任務，取決於能否成果著陸火星。從進入火星大氣層到最後著陸，"鳳凰"號將完成一系列不同任務。

著陸前14分鐘，"鳳凰"號接近火星大氣層，拋棄自離開地球以來攜帶其飛行的載體，並將裝有擋熱板的一面轉向火星，"鳳凰"號與地球的無線電通信將因此陷入3分鐘靜默。


著陸前7分鐘，"鳳凰"號以1.9萬公里的時速進入火星大氣層。與火星大氣的劇烈摩擦將令"鳳凰"號逐漸減速，同時導致擋熱板升溫至1426攝氏度。

距離火星地表約13公里時，"鳳凰"號已經減速至1609公里每小時。緊接著的3分鐘裡，"鳳凰"號將打開降落傘，同時拋棄擋熱板、伸展著陸腳，並開始用雷達收集自身速度、離火星地表距離等數據。

距離火星地表約965米時，"鳳凰"號減速至201公里每小時，開始脫離降落傘，同時連續發射12枚火箭助推器。此後40秒內，藉助火箭助推器產生的阻力，"鳳凰"號減至時速8．8公里，同時著陸火星地表。

著陸15分鐘內，"鳳凰"號將靜待周圍塵埃落定，然後打開太陽能電池板、升起桅桿，再向地球發回周圍圖像。之二：浴火重生"的"鳳凰"號

美國"鳳凰"號火星著陸探測器於去年8月4日發射升空，取名"鳳凰"，寓意"浴火重生"。

"鳳凰"號脫胎於以前一個夭折的火星探測器項目，其中的不少組件被再利用，成為"鳳凰"號的基本構架。此外，設計人員還借鑒並改進了1999年在火星著陸後下落不明的"火星極地著陸者"探測器的一些設計。

美國國家航空和航天局說，希望在前輩基礎上"重生"的"鳳凰"號能不負眾望，在火星探測中有更多重大新發現。

"鳳凰"號長5．5米，寬1．5米，共有三條腿支撐。成功著陸火星後，它將展開兩扇太陽能電池板，在火星上開展一場"前所未有"的探測。

它具備較強的科研能力，攜帶了一整套專門研製的作業工具和科研分析儀器，科研設備重達55公斤。 "鳳凰"號上的7種探測工具為：

一、機械挖掘臂。它長達2．35米，可以垂直向下深挖到火星地表下半米處的土壤，並將樣本遞送到兩部分析儀器中。

二、機械臂照相機。安裝在機械臂末端的挖掘鏟上，可以拍攝土壤以及土壤中冰的特寫圖像。

三、熱量和釋出氣體分析儀。它可將土壤樣本放在一個微型烤箱中加熱，並測量隨著溫度上升，樣本中水蒸氣、二氧化碳及揮發性有機物的變化。

四、顯微鏡以及電化學和傳導性分析儀器。顯微鏡主要用於分析礦物顆粒樣本，它的分析細度可達到一根頭髮的千分之一。電化學分析儀用於分析一些化學特性，如是否有溶解的鹽分存在、土壤酸鹼度等。位於機械臂上的傳導探測器則可以檢查土壤的熱量及電傳導特性。

五、立體照相機。綁在"鳳凰"號的一根桅桿上，可拍攝著陸點地形的高清晰度、彩色、立體圖像。

六、氣象站。由加拿大宇航局提供，它可以監測火星大氣層的塵埃、溫度等變化。

七、火星降落成像儀。可在著陸時動態拍攝火星著陸位置的地質情況。