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第一次收到火星「近距離大頭照」的那天,人類大失所望……

2月
03
2018

2018年2月03日23時 今日科學 果殼網

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作者:Freude

編輯:等出汗

46年前,在1971年的11月14日,飛行了將近6個月的水手9號進入了環繞火星軌道,成為了第一個環繞非地球行星的飛行器。

在此之前的水手4號、6號和7號都僅僅從火星上空飛掠而過,能探測到的信息十分有限。現在有了水手9號,科學家終於有了機會全方位觀測這顆紅色星球。

然而就在所有人都準備大展身手的時候,從火星軌道傳來的第一張照片卻令科學家們失望不已。

水手9號拍到的第一張火星照片 圖片來源:NASA

在沙塵暴中倖存

1971年5月30日,水手9號在卡納維拉爾角發射升空。作為水手號計劃的一部分,它最初還有一個同伴——水手8號。然而,水手8號卻在發射中由於火箭故障而墜毀,沉沒在大西洋內。最終水手9號只能形單影隻地繼續自己的旅途。

11月,地球終於收到了來自水手9號的第一張照片——那張令所有人大失所望的火星照片。只見照片里的火星一片空白,除了赤道附近有的三個小黑斑,根本沒有任何可識別的特徵。

早在此前兩個月,天文學家們便注意到,在火星的諾亞奇茲地區(Noachis region)上空,雲團開始形成。水手9號傳回的這張照片拍下的並不算空白,而是覆蓋了整顆行星的雲團。這場沙塵暴延續了一個多月,工程師們只能修改任務計劃,讓水手9號做點簡單的任務,躲開塵暴。

不過在這場沙塵暴中,水手9號並不是唯一遇到麻煩地球來客。蘇聯發射的火星2號和3號僅僅晚了兩周,抵達了火星軌道。但是它們的命運就坎坷的多了。

火星3號,圖片來源:NASA

和水手9號不同,蘇聯的探測器沒有適用於突發情況的運算能力。就在水手9號變更任務計劃的同時,幾乎在同一時間到來的蘇聯探測器——火星2號和火星3號,按原計劃釋放了兩顆著陸器。

兩顆盲降的著陸器一頭扎進了有記錄以來最強的一場火星塵暴中。氣囊減速系統根本無法保護它們,其中一隻墜毀了,另一隻則在落地後勉力發射了20秒數據,然後失去了聯繫。

兩艘蘇聯飛船本身的命運並不比著陸器好到哪裡去。由於遙測傳送系統太差,火星2號的所有數據幾乎全部丟失,而火星3號進入了一條不穩定的繞火星橢圓軌道。

與此同時,變更了任務的水手9號平靜地繞著火星運行,安心等待一切塵埃落定 。

揭開火星的面紗

終於,到了1971年12月底、1972年1月初,火星的天空逐漸澄凈起來,透過水手9號的眼,人們看見,一個超越想像的世界逐漸浮出了水面。

圖片來源:NASA

這是沙塵暴退去後,水手9號傳來的一張清晰照片。第一張照片中遠距離拍到的小黑斑現在露出了真面貌:那是巨大的山脈,水手9號在塵暴中拍到的是山頂(中間左側)。火山最高峰,也是已知的太陽系內第二高峰——奧林帕斯山終於揭開了自己的神秘面紗。它在火星上拔地而起,高度近22千米,是珠穆朗瑪峰的兩倍多。

圖片來源:NASA

這是水手9號拍的另外一張照片。無數的地塹、槽溝和隕石坑構成了圖中這令人眼花繚亂的景象,人們形象地稱其為:諾克提斯迷宮。

東側與它相連的是著名的水手號谷。它的發現也要歸功於水手9號。

在沙塵尚未散去之時,水手9號只是隱約地在這塊區域觀察到了短而粗的帶狀暗斑,呈邊緣清晰的雲霧狀。隨著天空慢慢澄凈起來,緊盯水手號的科學家們意識到,自己正看著塵霧慢慢落進一條巨大無比的峽谷。這條參差不齊的裂痕在火星上綿延超過4000千米,寬度達200千米,深度近7千米。和它相比,地球上的峽谷都成了侏儒。

水手9號拍到的火星尼爾格谷,圖片來源:NASA

水手9號在軌道上每轉一圈,就傳回更多震撼的信息—— 在一共繞行的349天內,它向地面傳回了 7329 張照片,涵蓋了85%的火星表面,著實地把「前輩」們的事業往前推進了一大步。這些照片向我們展現了火星豐富的地形:峽谷、環形坑、高山,甚至還有似乎由水流沖刷形成的河床。

迎來新的曙光

不管之前的水手號扼殺了多少對火星的浪漫想像,水手9號都讓它們死而復生了。它證實了前幾艘水手號的許多發現,同樣也推翻了不少。

圖片來源:NASA

這是1965年7月15日,由水手4號拍攝的第一張火星近景。

那些布滿噪點的黑白圖像上顯示的是一個布滿撞擊坑的貧瘠行星,看上去與月球毫無二致,幾乎泯滅了人類對這顆紅色行星的無盡幻想。當時《紐約時報》在一篇文章中對火星這樣評論到,「其地表暴露在來自外太空的致命輻射下,那裡幾乎沒有大氣層,而且很可能永遠都沒有像地球一樣能孕育生命的大型水體。」

不過現一切都不一樣了。水手9號用它拍攝的7000多張照片和收集的數據向人類講述了火星的冰與火之歌——在遙遠的過去,這裡曾有火山咆哮,將廣闊的地帶重塑;星球內部的地質活動撕裂大地,塔爾西斯區(奧林帕斯山的所在地)拔地而起數千米;河水在地面流淌,水量豐沛,火星曾經是一個溫暖、濕潤、地質活動頻繁的世界。

火星終於重新成為人們討論的焦點:火星上是否存在生命?它為什麼會變成現在這樣,能否為地球帶來什麼啟示?火星有可能成為人類地球之外的棲息地嗎?因著這些由水手9號重燃的好奇,才有了海盜號、勇氣號、機遇號以及正在火星上冒險的好奇號——這些後來我們耳熟能詳的探測器,前仆後繼。

參考資料:

<1>1971: American probe orbits Mars, BBC,2005

<2> Caleb A. Scharf, The Great Martian Storm of 』71, Scientific American,2013

<3> Elizabeth Howell, Mariner 9: First Spacecraft to Orbit Mars, Space.com, 2012

<4> Pyle, Rod, Destination Mars. Prometheus Books. pp. 73–78,2012

<5> https://news.nationalgeographic.com/2016/11/mars-exploration-nasa-mariner/

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