火星极地着陆者

更新时间:2023-06-28 16:55

火星极地着陆者探测器(英文名称:Mars Polar Lander),是美国火星探测98计划(Mars Surveyor’98 Mission)的着陆探测器。

简介

火星极地着陆者探测器于美国东部时间1999年1月3日下午3时21分(北京时间1月4日凌晨 4时21分)乘坐德尔塔-2运载火箭升空。这个无人探测器高约1米,长宽各约3.6米,有3条支撑腿和一个长约2米的机械臂。机械臂前端装有一个用来获取火星表面土壤的铲子。为了揭开火星的神秘面纱,美国国家航空航天局制定了一个长期的火星探测计划:1996年,美国将火星探路者送上太空,发回大量火星照片。9个月后,美国宇航局的火星全球勘测者进入火星轨道,开始为火星绘制地图。第一阶段火星探测至此功德圆满。

之前焚毁的火星气象探测器和即将着陆的火星极地着陆者探测器是进行火星第二阶段探测的内容。

登陆火星

火星极地着陆者号于1999年12月3日14:39:00(UTC时间)进入火星大气层,然后通讯暂时中断,直到探测器登陆火星为止。在进入大气层前六分钟,由程控的火箭喷射器会开启80秒,让火星极地着陆者号可以用适当的角度进入大气层。当火星极地着陆者号进入大气层时,摩擦产生的温度会高达摄氏1650度,防热盾可以让探测器在高温之下不受损害。探测器在20:10:00进入火星大气层,速度为每秒6.9公里。

火星极地着陆者号以每秒6.9公里的速度通过大气层,2.4米的防热盾将会在火星上空125公里处开始运作。火星极地着陆者号将利用防热盾与大气摩擦来减低探测器之运动速度,此阶段约持续116公里。在进入大气层三分钟后,探测器速度减慢至每秒496米。防热盾脱离探测器后,8.4米宽的聚酯减速伞展开,此时距离地表8.8公里。减速伞让探测器速度减缓至每秒85米后,地面雷达开始侦测地表,寻找最佳的登陆地点。火星极地着陆者号预计在20:15:00登陆在南极高原。通讯系统预计在20:39:00与地球连接。然而美国国家航空航天局一直无法跟探测器取得联络。

与地面失去联系

1999年12月3日14:39:00,火星极地着陆者号最后一次遥测数据传抵地球,当时探测器正结束巡航阶段,准备进入大气层。美国国家航空航天局后来并未取得任何火星极地着陆者号传送回来的讯号,他们利用火星全球勘测者号拍摄预计的登陆地点。火星全球勘测者号拍摄到一个可能是火星极地着陆者号的物体,但是火星侦察轨道器后来排除该物体为火星极地着陆者号的可能性。美国国家航空航天局无法跟探测器取得联络。

美国国家航空航天局不清楚通讯失败的因素,然而失败审查委员会认为很可能是程式发生错误,所以逆喷射引擎在距离地表40米的地方关闭,导致火星极地着陆者号坠毁在火星表面。

火星气候探测器在火星极地着陆者号坠毁两个半月前与地球失去联系,所以糟糕的设计与管理受到大众批评,被认为是任务接连失败的原因。

探索目标

从火星表面铲起的土壤将被放入探测器内加热,如果里面含有水分就会被蒸发出来。该探测器还携带有一个微型麦克风,用于收听火星上的声音。如果一切顺利,这将是人类第一次收听到地球以外的行星上的声音。火星极地着陆者还装备着一对小探测器。这两个小探测器在火星南极表面着陆之前几分钟将会同母体探测器分离,并以每小时743公里到804.5公里的速度离开火星极地着陆者探测器,钻入火星表面以下约1米深的地方寻找地表下的水。美国宇航局对这两个小探测器能否经受住着陆时的冲击力并发回数据还没有把握。目前正是火星南半球的春季,着陆地点阳光照射充足,这将有利于探测器获取太阳能。火星极地着陆者探测器着陆的目标区域长约200公里,宽约20公里。之所以选择火星南极冰盖地区着陆,是因为这里没有陡峭的岩石和参差的山峰,而且这个着陆点还具有不同厚度的尘埃层和冰层,因而含有气候变迁的记录。

结果

美国宇航局一艘探测器火星极地着陆者探测器于1999年前在进入火星大气层时“失踪”。这艘火星着陆探测器当时试图进入火星大气层,以研究火星上的天气并寻找火星上长期气候变化的证据。

美国科学家迈克尔·马林在即将出版的新一期《天空与望远镜》杂志上报告说,通过重新检查美国火星全球勘测者探测器上一台相机于1999年和2000年拍摄的照片,他发现了火星极地着陆者探测器着陆时使用的降落伞。距降落伞几百米远的地方是一片被扰乱的地带,该地带中央有一个较大的标记。马林认为,这可能就代表着火星极地着陆者探测器的残骸。

美宇航局公布的事故调查报告认为,原计划在火星南极着陆的火星极地着陆者探测器在着陆前发动机过早关闭,结果导致了探测器坠毁。

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