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幔游”课题组

"Rocking Mantle" Group





人类火星探测任务汇总

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一号:

火星1A号(Mars 1M)又称为Marsnik1、Mars1960A或Korabl4,人造卫星23号。是苏联的火星无人探测器,也是苏联首次探索火星的计划,是火星计划最早发射的探测器。火星1A号目的是研究火星附近的宇宙射线、磁场、微陨石和大气环境、有机物构成,但是它在1960年10月10日发射后,第三节火箭故障,任务失败。

任务目标

火星1A号是苏联火星计划中的一个飞掠火星的探测任务。它采用的是改进了的金星计划探测器,整体上看是一个长3.3米直径1米的圆柱体。该探测器内安装了多种科学研究设备和通讯设备,原计划研究火星附近的宇宙射线、磁场、微陨石和大气环境乃至有机物构成等情况。该探测器在1963年3月21日距地球大约1亿公里的地方因为导航设备的故障而失去控制,进入黄道面成为了一颗太阳卫星。

概念图


实际意义 1960年世界上首次对火星的探索尝试


二号

 火星1B号(Mars1M)又称为Marsnik2,Korabl5或Mars1960B,是苏联的火星无人探测器,也是苏联首次探索火星的计划,它与火星1A号完全一样,是火星计划最早发射的探测器。



任务目标

火星1B号目的是研究火星附近的宇宙射线、磁场、微陨石和大气环境、有机物构成,但是它在1960年10月14日发射后,第三节火箭故障,任务失败。


三号

1962年火星1C号(苏联卫星22号)是苏联第三枚火星探测器,重 893.5 公斤 ,于1962年10月24日,由闪电号运载火箭发射,但由于火箭爆炸,卫星、火箭都毁坏了。


四号

1962年火星2A号(苏联卫星24号)重890公斤,发射后只到达近地球轨道,环绕2个月后重新进入大气层。任务失败。


五号

火星1号是1962年11月1日由前苏联发射的火星探测器,是人类发射的第一个火星探测器,它被普遍认为是人类火星之旅的开端。质量为863.5千克,探测器直径1.1米,高3.3米,并装有2块太阳能电池板和折叠式抛物面天线。它升空4个月后,在距地球1亿多千米处与地面的通信中断,没有完成飞近火星考察的任务。

六号

手3号是美国水手计划的一部分。该探测器原计划飞越火星以获取火星表面的照片,但由于太阳能电池板不能展开而无法正常工作。


七号

水手4号(Mariner 4)是美国发射的一系列以飞越方式进行的星际探险中的第4个火星探测器,并且是第一个成功飞越火星的太空船。它在1964年11月28日发射。它回传了第一张火星表面的照片,并且是第一张从除了地球以外另外一个行星上拍的照片。同时,这张充满了陨石坑、死寂世界的照片, 震惊了科学界。

             



八号

   探测器2号,“探测器”计划是苏联为载人绕月飞行提供技术基础而实施的。但探测器2号,却是飞向火星的。其重890公斤,于1964年11月30日,由闪电号运载火箭发射。

任务情况

探测器2号研究磁场、光谱分析、臭氧等。但部分太阳能板损毁,1965年断讯。


九号

水手6号是美国1969年2月24日发射的火星探测器。美国所发射的“水手6号”和“水手7号”探测器是人类首次同时派两艘飞船去探测火星。“水手6号”和“水手7号”探测器环绕这颗行星的赤道和南极地区运行,拍下了多张照片,并对火星上的大气及其表面进行了分析。

成果

1969年初,水手6号成功发射升空,到达火星之后,对火星进行长期考察,并给地球发回几千张照片,证实了火星上布满环形山,那里没有运河,也没有水,表面很荒凉。


十号

火星3号(Mars-3)是苏联在1971年发射的火星探测计划的探测船。于5月28日协调世界时15时26分20秒由质子-K/D组级运载火箭发射,于在1971年12月成功登陆在火星地面。火星3号与火星2号是同一系列的探测船,都拥有1组轨道船与登陆艇。

经过

1971年5月,火星3号探测器成功发射,火星3号登陆器跟火星2号一样,是一个科研奇迹。但在下落过程中遇到上同一场尘暴(导致火星2号登陆器失败),但还是在1971年12月2日成功降落在火星上面的一处高地上。但是在火星3号登陆器开始首次照相扫描20秒后,它的视频信号突然消失了,永远地失去了与地球的联系。火星3号探测器也以失败而告终。


十一号

水手9号(Mariner 9),是NASA的太空探测卫星,用于探索火星,也是水手计划的一部份。经过半年多的飞行,于1972年1月3日进入环绕火星的轨道。其近火点为1390千米,远火点为17920千米,运行周期为12小时34分钟。这是人类派往火星考察的第一颗人造火星卫星。1972年10月27日,水手9号耗尽能源而坠入火星大气中。


十二号

1973年7月21日升空的“火星4号”,于1974年2月10日飞到距火星2200千米处,由于制动系统故障,未能进入火星轨道。 7月26日上天的“火星5号”,于1974年2月12日进入火星轨道,向地面发回火星表面照片,但很快停止工作。


十三号

维京一号以大力神-半人马火箭载具于1975年8月20日升空,花费10个月航向火星,轨道太空船在进入火星轨道前五天开始传回火星全球照片。海盗号轨道卫星在1976年6月19日进入火星轨道并且在6月21日调整至1513 x 33,000 km, 24.66小时轨道。原本计划于1976年7月4日美国独立二百周年纪念日登陆火星,但首选的登陆地点摄得的影像显示地形不够平坦无法确保安全登陆,因此便决定将登陆时间延迟至找到另外一个较安全的地点为止。最后着陆器在7月20日 08:51 UT 从轨道卫星分离,在11:56:06 UT登陆成功。

最终结果

着陆器共运作了2245个火星日直到1982年11月13日,一个由地面控制中心送出的错误指令造成再也无法联络。原本这个指令要上传新的电池充电软件以增强着陆器逐渐恶化的电池容量,但是不慎地盖过做为天线指向软件的资料。事后数个月尝试以推测的天线方向试图联系着陆器,但都失败。


十四号

维京2号任务为火星维京号计划的一部份,其轨道卫星及着陆器基本上与维京1号的相同。1976年9月3日着陆器从轨道卫星脱离,于世界时22点37分50秒登陆于乌托邦平原。原本正常的操作会在脱离后将连结轨道卫星及着陆器的结构(生化防护罩,bioshield)退出,但因为脱离时的问题,生化防护照被留在轨道卫星上。1976年9月30日移动轨道倾角至75度。

维京2号的着陆器在火星表面工作了1281个火星日,最终在电池失效后,于1980年4月11日停止运作。轨道卫星则工作到1978年7月25日,共环绕火星706周,传回了近16000份图像。


十五号

福波斯探测器1988年7月7日和12日,前苏联质子号运载火箭发射成功福波斯1号(火卫1)和福波斯2号(火卫2)两个火星探测器,开始新一轮探测火星及其卫星火卫一的活动。

这种探测器重4吨,装有各种科学仪器,无线电太阳能电池板,姿态推力装置,电视摄像机等。它们能在太空飞行200天后,到达接近火星的轨道,在距火卫一几十米时,释放出一个永久性自动站,对火卫一进行460多天的科学考察,以便为将来载入登上火星探明道路。

1988年底,福波斯1号在宇宙空间已失去联系,不知去向。福波斯2号1989年1月29日飞临火星,进入绕火星飞行的轨道,开始对火卫一进行考察活动。但到3月27日,福波斯2号又出现故障而停止工作。这项探测火星的任务失败


十六号

1997年9月11日,美国火星全球勘测者探测器进入火星轨道考察。 美国于1996年11月7日发射的火星全球勘测者探测器,经过10个月的飞行,于1997年9月11日进入绕火星运行的轨道,并开始对火星进行考察。

火星全球勘测者探测器质量为1031千克,载有7台仪器。它是美国火星生命计划的一部分主要任务是拍摄火星表面的高分辨率图像,研究火星的地貌和重力场探测火星的天气和气候,分析火星表面和大气的组成。1997年9月15日火星全球勘测者探测器上的磁强计探测到火星表面有一个强度约为地球磁场1/800的磁场从火星全球勘测者探测器拍摄传回的图像上,科学家意外地发现火星有坑洼和丘陵,有相当于南大西洋那样大的风暴,存在强磁物体;火星地壳有更为广泛的分层现象,这至少说明火星在历史上发生过变迁;火星上有海洋的遗迹北半球有最平整的表面其他区域则是古老的高原,揭示了火星地质层的构成特别是发现火星上曾有过水的痕迹

1998年4月6日美国国家航空航天局宣布火星全球勘测者探测器拍摄的图像揭开了火星"人脸"只不过是一座小山的谜团。火星全球勘测者探测器共传回了数万张火星的图片,于2001年2月结束了其主要工作。

             

十七号

火星探路者(Mars Pathfinder, MPF)是美国国家航空航天局的1996年火星探测计划。美国国家航空航天局的火星探测计划长期致力于对火星这颗红色行星进行无人探测,火星探路者是这一系列无人探测计划的一个组成部分。

火星探路者于1997年07月04日在火星表面着陆。它携带的索杰纳火星车,是人类送往火星的第一部火星车。

它需经过10个月的旅行抵达绕火星飞行的轨道,将绘制火星地形图、分析火星大气成分和记录火星天气变化的情况,完成1992年升空的“火星观察者”探测器未完成的任务。面容者探测器原定1993年8月24日到达火星轨道,但1997年8月21日突然与地面失去联系(有人戏称它被火星人劫去)


十八号

2001火星奥德赛号(2001 Mars Odyssey)是美国国家航空航天局的火星探测卫星,主要任务是寻找水与火山活动的迹象,于2001年升空。这次任务的名称是根据电影《2001太空漫游》来命名。

2001火星奥德赛探测器的具体任务:绕火星轨道运行,研制火星的构成,寻找火星上的水和埋在浅层的冰发现火星上的“热点”――火山活动情况,顺便检测一下太阳系和星际的致命辐射,从而为人类火星探险铺平道路按照这一任务方案,“2001:火星奥德赛”对火星的表面进行地图绘制全面探测其环境。

2008年7月31日NASA宣布凤凰号火星探测器确认火星上水的存在,与2001火星奥德赛号的预测相符合。


十九号

火星快车号(Mars Express)是欧洲航天局火星探测卫星,也是该署首次火星探测计划。火星快车号包括两个部份:火星快车号卫星与小猎犬2号登陆器,不过小猎犬2号后来失去联系,任务失败。

欧洲宇航局(ESA)“火星快车”号太空飞船上的高分辨率立体相机(HRSC)拍摄的照片显示,在火星北极附近一个未命名的环形山的底部有一块水凝结成的冰。       

二十号

勇气号火星探测器是美国宇航局研制的系列火星探测器中的一个,于2004年1月4日在火星南半球的古谢夫陨石坑着陆,预定的科学考察使命为90天,实际上考察 时间大大延长。火星上沙尘暴和尘卷风并没有预计的严重,探测器的除尘功能有效发挥,使得探测器太阳能帆板的寿命大大延长,能量吸收非常良好,为科学考察提供了至关重要的充足电源。 勇气号已顺利度过了考察的第1000个火星日(一个火星日的时间为24小时39分35秒)。勇气号在火星上正在顺利度过第二个冬天的最富于挑战性的阶段。

获得了一批宝贵数据,并意外发现了此前没有料到的化学物质。科学家惊讶地发现,火星土壤里含有一种名叫橄榄石的化学物质,其形成通常与火 山爆发有关。此外,科学家还在勇气号传回的土壤数据中发现了其它一些熟悉的化学元素,如铁、硫、氯、氩、镍和锌等,其中镍和锌属首次发现。他们据此推断,火星表土可能是由一层颗粒较细的火山岩组成的。2月7日,勇气号成功地在一块玄武岩类岩石上钻出一个小洞。这是人类火星探测史上的首次岩石钻孔。它花了3小时,用机械臂上的磨具钻入一块名为“阿迪朗达克”的岩石,钻出的洞深 2.7毫米,直径45毫米,以分析火星过去的地质构造。接下来,它利用显微成像仪拍摄了岩石的显微照片。

2月10日,勇气号在火星表面行走了21.2米,打破了“旅居者”1997年创下的单日行走7米的纪录。

2月16日,它再次刷新了纪录,走了27.5米。此前的2月15日,勇气号还利用机械臂勘查了一块与众不同的岩石。科学家把这块石头昵称为“米米”。它很可能蕴藏着丰富的火星地质史线索。

2月21日,勇气号将机械臂伸到火星表面的一道浅沟里,寻找那里曾经有水的线索。

3月5日,勇气号第一次找到火星上曾有水存在的证据。它对一块名为“哈姆佛雷”的岩石进行钻孔。科学家在分析矿物质成分后认为,该岩石在形成过程中或刚刚形成之初曾有水渗入,矿物质随水分进入岩石,形成结晶并留在岩石内部。

火星表面

3月11日,勇气号从火星上拍摄到了地球的照片。这是人类首次获得从其它行星表面拍摄到的地球照片。


二十一号

“机遇号”于2003年7月7日发射2004年1月25日安全着陆火星表面。

截至2018年1月25日,“机遇号”火星漫游车已在火星漫游14年多,取得了很大的成绩:完成90个火星日的任务,发现了火星上的第一个陨石、防热护盾岩(Heat Shield Rock)(在子午线高原),以及超过两年的时间研究维多利亚撞击坑。目前它沿着奋进陨坑向南行驶。

机遇号火星探测器发回的关于其挖掘的一个堑壕的最新图片显示,此前在火星土壤表层发现的小球粒同样存在于火星土壤的内部。另外,机遇号还在堑壕中发现了盐水的痕迹,但其具体的组成还需要更多地分析确定。机遇号用一个轮子挖掘的堑壕壁上也发现了存在火星土壤表面的小球粒,但其反射光的亮度明显大于此前在表面发现的小球粒。             

“机遇号”发现奇特火星岩石

与此同时,双子探测器中的勇气号也正计划挖掘一个堑壕,对黏附在其车轮上的火星土壤进行调查。能够黏附在车轮上,说明细密的火星土壤可能是潮湿的。NASA官员周四表示,两个火星探测器所处位置的土壤中可能都含有少量的水与盐形成盐卤。它们可以在极低的温度下保持液态。

与土壤表层的小球粒不同,机遇号在土壤内部发现的小球粒闪闪发光,原因不详。科学家表示,这种不同不仅仅是光学效果,而是由于所处的条件不同两种小球粒外部的附着物可能不同。科学家认为,这些球形颗粒的形成原因有三种可能:火山爆发、陨石撞击或者水流,这三种原因都有可能。


二十二号

火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)是美国国家航空航天局的2005年火星探测计划之一。这项计划的主要目的是将一枚侦察卫星送往火星,以前所未有的分辨率对火星这颗红色行星进行详细考察,并且为往后的火星地表任务寻找适合的登陆地点,同时为这些任务提供高速的通讯传递功能。这项计划预计将在火星轨道运行至少四年,并且成为火星的第四个正在使用中的人造卫星(前三个为Mars Express、Mars Odyssey与Mars Global Surveyor)与第六个正在使用中的火星探测器(四个卫星加上两台火星探测漫游者)。

自2005年8月12日发射以来,到2015年7月火星侦察轨道探测器MRO已经服役了10年之久,其发回的数据量非常庞大,超过了六个当前火星任务的数据量。


二十三号

凤凰号火星探测器于美国东部时间2008年5月25日19时53分(北京时间5月26日7时53分),在火星北极成功着陆。相当于地球位置的加拿大北部。“凤凰”号于2007年8月从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射,经过4.22亿英里的长途跋涉才来到火星。按计划,凤凰号将在火星实施为期90天的探测任务,以对这个红色星球之前尚未探测过的北极地区展开勘测,据认为此处可能有大量冰藏在地表下面。“凤凰”号缺乏探测外星生命迹象的工具,不过,它将研究冰是否融化过,寻找北极永冻土中有机化合物的踪迹,以确定生命是否曾经在此出现过。

           

二十四号

好奇号火星探测器美国国家宇航局研制的一台探测火星任务的火星车,于2011年11月发射,2012年8月成功登陆火星表面。它是美国第七个火星着陆探测器,第四台火星车,也是世界上第一辆采用核动力驱动的火星车,其使命是探寻火星上的生命元素。项目总投资26亿美元,是截至2012年最昂贵的火星探测项目。2019年10月,美国航天局表示,“好奇”号火星车在火星盖尔陨石坑内发现了富含矿物盐的沉积物,表明坑内曾有盐水湖,显示出气候波动使火星环境从曾经的温润、潮湿演化为如今冰冻、干燥的气候。               


二十五号

美国国家航空航天局( NASA )的“火星侦察兵计划”包括一系列小型、低成本的火星探测器。 2007 年 8 月 4 日发射的“凤凰”号是该计划中的首次任务。 2008 年9月15日,马文号被列入 2013 年的第二次火星侦察兵计划。第三次火星侦察兵计划计划于 2018 年执行。

2013 年 11 月 18 日,马文号在卡纳维拉尔角空军基地,采用宇宙神 V 型火箭成功发射。经 10 个月的行星际飞行,最终于 2014 年 9 月 1 日抵达火星,开展对火星大气层的精细探测和研究,研究火星气候演化历史,探索火星环境如何从类似地球的样子演变为现今寒冷的不毛之地。

马文号的设计寿命为一年,如果探测器状态正常,它将继续工作 10 年,覆盖整个太阳活动 11 年周期,任务拓展期除了开展科学探测外,还可以作为在火星表面工作的火星车的通信中继平台。

根据火星探测和研究的结果,火星早期曾经有过大量的液态水和浓厚的大气层,当时的环境适宜生命的生存。但现在的火星是一个大气层十分稀薄,寒冷、干燥的红色行星,表面没有大规模的液态水。马文号探测器携带的科学仪器通过分析太阳风和太阳风暴事件中高能粒子的通量、能量和速度,以及监测太阳紫外能量和通量,目的是揭开过去火星大气及其气候变迁的原因。                   

二十六号

曼加里安号火星探测器,是印度于2013年11月5日下午在该国东海岸的斯里赫里戈达岛(Shriharikota)航天发射场,发射的首颗火星探测器印度空间研究组织负责人表示,火星探测器发射第一阶段已经获得成功。

2014年11月末,该探测器被《时代》周刊为2014年25项年度最佳发明,称其为“超智能航天器”。

二十七号

ExoMars(Exobiology onMars)是一个由ESANASA进行的非载人火星探测任务。原计划是一个火星车和固定式的研究站;原定在2011年由联盟号运载火箭发射。后来在2009年7月NASA和ESA提出的火星探测联合任务(Mars Exploration Joint Initiative, MEJI)计划中,ExoMars推迟发射时间,并与另外两个计划合并成一个多探测器的计划,将使用两座Atlas V火箭发射。火星微量气体任务 (Mars Trace Gas Orbiter, TGO)被并入该计划,该探测船将搭在一个固定在火星表面的观测站在2016年发射。2018年ESA的火星车将发射,并可能会与体积较小的NASA火星车火星天体生物学发现-收集者 (Mars Astrobiology Explorer-Cacher, MAX-C)一起发射。

2020年3月12日,欧空局和俄罗斯宇航局宣布ExoMars延期,ExoMars 2020在欧空局官网上被改成了ExoMars 2022。


二十八号

“洞察”号火星无人着陆探测器是美国宇航局向火星发射一颗火星地球物理探测器,它的机身设计继承先前的凤凰号探测器,着陆火星之后将在火星表面安装一个地震仪,并使用钻头在火星上钻出迄今最深的孔洞进行火星内部的热状态考察。根据项目首席科学家布鲁斯·巴内特(Bruce Banerdt)的说法,这一探测器将是一个国际合作进行的科学项目,并且几乎是先前大获成功的凤凰号探测器的翻版。

2018年5月5日凌晨4时05分,搭载“洞察”号火星探测器的“宇宙神”V-401型火箭从位于加州中部的范登堡空军基地3号发射台发射升空,执行人类首个探究火星“内心”的探测任务。11月26日14时54分许,“洞察”号无人探测器在火星成功着陆,执行人类首次探究火星“内心深处”奥秘的任务。


二十九号

希望号火星探测器是阿联酋首枚火星探测器,由阿联酋和美国合作研制。探测器已于2021年2月进入绕火星运行轨道,对火星大气开展科学研究

因恶劣天气多次延误发射后,阿联酋时间2020年7月20日凌晨01:58分(北京时间05:58分),阿拉伯联合酋长国首个火星探测器“希望”号成功发射升空。此次发射是在日本种子岛航天中心发射升空,这是阿拉伯国家首次执行星际任务。

本次火星计划由阿联酋的穆罕默德·本·拉希德航天中心负责实施,约有450人参与了该计划,其中超过一半是阿联酋人。

2021年2月9日,经过约7个月、近5亿公里的“太空旅行”,“希望”号成功进入火星轨道,开始对火星大气层的监测和研究

             

三十号

天问一号(代号:Tianwen 1),是由中国航天科技集团公司下属中国空间技术研究院总研制的探测器,负责执行中国第一次自主火星探测任务

天问一号于2020年7月23日在文昌航天发射场长征五号遥四运载火箭发射升空,成功进入预定轨道

天问一号于2021年2月到达火星附近,实施火星捕获。2021年5月择机实施降轨,着陆巡视器与环绕器分离,软着陆火星表面,火星车驶离着陆平台,开展巡视探测等工作,对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测,实现中国在深空探测领域的技术跨越。深空探测将推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展,为服务国家发展大局和增进人类福祉作出更大贡献。

2021年6月11日,中国国家航天局举行了天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式,公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图。首批科学影像图的发布,标志着中国首次火星探测任务取得圆满成功。6月27日,国家航天局发布我国天问一号火星探测任务着陆和巡视探测系列实拍影像。其中,祝融号火星车火星表面移动过程视频是人类首次获取火星车在火星表面的移动过程影像。

 20210623



三十一号

“毅力号”(Perseverance)火星探测器NASA公布的新一代火星车,由美国的初一学生亚历山大·马瑟命名,用于搜寻火星上过去生命存在的证据。

2020年5月18日,NASA公布“毅力号”火星车多项测试视频集锦,由于火星车登陆后无法对其进行维修,团队需确保其能承受极端温度变化及持续辐射的环境。

2020年7月30日,美国“毅力”号火星车从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。毅力号探测器将进行一次近7个月的火星旅行,并于北京时间2021年2月19日凌晨4点55分左右在火星杰泽罗陨石坑内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆。3月4日,“毅力号”完成首次火星行驶,留下专属印迹。

2021年2月,“机智”号直升机搭载“毅力”号火星车成功降落在火星表面美东时间4月19日3时30分许(北京时间4月19日15时30分),NASA“毅力号”火星车携带的“机智号”直升机在火星表面起飞。2021年4月,据美国《世界日报》报道,美国国家航空航天局(NASA)的“毅力”号火星车,将火星大气中的部分二氧化碳成功转化为氧气,创下历史

             

“机智”号(Ingenuity)是首架火星直升机,于2021年2月搭载“毅力”号火星车成功降落在火星表面,于4月19日于火星表面完成飞行。

“机智”号是一种小型双螺旋桨直升机,在探测车确定方位后,它将被部署到火星表面。“机智”号底部的两个摄像头将拍摄火星表面下面的画面——一个是彩色的,另一个是黑白的

2020年4月,美国航天局宣布,将首架火星直升机命名为“机智”号;7月,机智”号搭乘毅力号火星车发射升空。2021年5月27日,美国“机智”号火星直升机完成在火星上的第6次飞行。在飞行过程中导航系统发生故障,“机智”号遭遇大幅度的持续晃动,所幸最终安全着陆

“机智”号若成功,将带来重大变革性影响。NASA喷气推进实验室行星科学部主任博比·布劳恩认为,如果人类能够在大气稀薄的火星上依托空中飞行方式进行科学考察,当然可以在太阳系的许多其他星球上,如土卫六或金星上进行考察,动力飞行在太空探索的未来是真实而强大的。

概念图