水手9號:未來星際移民會不會後來居上?《下一站火星》#17

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冷戰初期,蘇聯全面領先,首個洲際導彈、火箭、衛星、男宇航員、女宇航員、出艙行走、空間站、月球探測器、金星探測器都領先美國。那麼到了火星探測的時候,蘇聯也率先發了第一個火星探測器,然而很不幸敗。後來美國人第一個成功,但此時是水手四號飛掠,當時技術太差停不到火星軌道上,只能嗖的一下拍個照片就飛過去了。

因此,下一步雙方競爭的焦點是:

蘇聯和美國,哪個國家能把第一個飛行器發到火星軌道上?

哪個國家又能首次成功著陸在火星上?

火星探測大概是26個月才有一個窗口,時間上對雙方是公平的,在1971年,這個時間窗口就鎖定在5月份,換句話說,發令槍已經響了,開始跑吧

1971年5月19日,蘇聯的火星2號飛船順利升空;

1971年5月28日,蘇聯的火星3號飛船順利升空;

1971年5月30日,美國的水手9號飛船順利升空;

水手9號落後火星2號11天,落後火星3號2天,蘇聯這邊要成為第一可謂是雙保險了!

但是,但是,但是,

1971年11月14日,美國的水手9號飛船順利抵達火星軌道,成為人類首個環繞火星的航天器,正常工作;

1971年11月27日,火星2號才到,然而很不幸到了就失去聯繫;

1971年12月2日,火星3號才到軌道器就故障了,立即釋放了著陸器。著陸器成功著陸火星,成為人類首個著陸火星的航天器,然而15秒後也失聯了,極其可惜。美國人在1976年海盜一號才著陸,不過工作了6年多。

也就是說,比火星2號晚出發11天的水手9號、卻比火星2號早了13天就到了,這一差就是24天啊。跟火星3號比是20天領先。

這個差距,最主要是飛船自身推進能力和質量的差距(水手9號太輕了才半噸推起來快、蘇聯的帶著陸器有3噸左右啊!),搞得強大的蘇聯質子-K火箭都推不過美國的宇宙神-半人馬火箭,當然深空轉移軌道設計的不同也有影響。

但水手9號剛抵達火星時卻不盡如人意,火星表面發生了全球性的沙塵暴。由於火星大氣稀薄,對行星的保溫效應幾乎可以忽略,導致火星不同區域的太陽照射帶來的溫差巨大,氣壓差帶來了大規模甚至遍布全球的空氣流動。氣體裹挾著細沙,成為壯觀無比的沙塵暴,正如如今(2018年中)火星上正在發射的情況一樣。直到幾個月之後這種情況才稍微好轉一些,水手九號才開始獲取真正意義上的數據和圖片。

在隨後幾個月時間內,水手九號拍清楚了火星上壯觀的水手號峽谷,顯而易見這個峽谷就是因為水手九號的發現而命名的。這座峽谷長度超過了4000千米,和地球上的東非大裂谷水平相當,但東非大裂谷並不連續,因此水手號峽谷成為整個太陽系最長最大的連續峽谷。它的形成原因眾說紛紜,有可能是大量液態水或冰川的流動侵襲而來,有可能是峽谷底部的地質整體塌陷而來,也有說法認為是由於它下面巨大的二氧化碳冰川逃逸導致。但不管怎樣,水手號峽谷的存在意味著火星上曾經存在巨大的地質運動,這種運動甚至不亞於地球表面。

水手九號也拍攝清楚了全太陽系最壯觀的第一高山,奧林帕斯山。這是一座火山,它的高度為驚人的21230米(以火星全球基準面為準),遠遠超過地球的珠穆朗瑪峰。單火山口寬度就超過了80千米,大小可見一斑。它之所以形成這個高度,很大程度上來源於火星幾乎沒有地球表面的活躍大陸板塊運動,火山就一直定在那裡、數億年噴發不斷積累到如此巨大的體量。同時火星的引力較小、幾乎沒有冰川和河流這種會塑造地貌的氣候條件,也導致這座山保持如此的高度。不過目前就連這座持續噴發了數億年的火山也停止了活動,可見火星內部的確不再活躍。

然而,這才是這麼近的(距離地球最近6000萬公里級別)火星就這大區別,你說未來星際探索會差多遠?

再舉個例子,最近一直在木星工作的朱諾號探測器,發射時為了前往木星,必須藉助地球引力助推的方式:飛掠地球,利用它的引力加速,才能將較重的航天器送過去。這種軌跡的劣勢在於犧牲時間。

3.6噸的朱諾號花了5年時間才從地球飛到木星

而同樣要飛掠木星的新視野號,由於自身重量小,可以選擇直接飛向木星,1年就實現了目標。但這種方式,在同等火箭情況下,只適合重量更小的航天器,新視野號在500千克級別。

這也是為什麼新時代世界各國又開始研製更加重型的火箭已滿足更複雜更重任務需求。目前歐洲和美國同時在計划下一個木星的冰凍衛星(地下有巨大的海洋)探測計劃,歐洲必須依賴較弱的阿麗亞娜5火箭(近地運送能力25噸),需要6-7年時間才能抵達,而美國由於新研發的太空發射系統(近地70噸以上),僅需1-2年即可抵達。

這意味著二者假如同時發射,歐洲的航天器抵達時,美國人已經把所有的科研做完了。

在未來,技術的進步與迭代更加快速。到了星際移民階段,很有可能你起飛的時候還是哥哥,但等你到了新行星之後發現你走了之後爸媽偷偷生的帥氣二胎弟弟坐了後來新發明的更牛逼的飛船早就到了、而且還已經在那兒找了個漂亮老婆生出一群猴子歡迎你了。

當然,雖然他到的早比你混的好,但他還是得叫你哥哥,畢竟你年齡比較大。

還有更多火星相關內容在本人自己錄製的喜馬拉雅音頻,可以聽一聽:

科學發聲會(一):下一站火星_有聲小說在線收聽-喜馬拉雅FM?

m.ximalaya.com
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這是本專欄《下一站火星》寫作計劃的第十七篇,往期內容:

太空精釀:我們為什麼要走出地球?《下一站火星》發刊?

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