火星探测的主要科学问题

在太阳系的行星中,火星与地球之间存在最多的相似之处,因此,火星是一颗承载人类最多梦想的星球。火星有水和生命存在的问题,激发了人类火星探索的好奇心,成为人类持续探测火星的推动力。火星的起源和演化与太阳系形成过程的关系,火星与类地行星的共性和特性,是当代行星科学研究的重要内容。为了人类社会的可持续发展,火星可否改造成为适宜人类居住的绿色星球——这些是人类在火星探测中必须面对的重大科学问题。只有这些重大科学问题被一一解答,我们才能清晰地去思考地球和人类自身的未来！     

火星及其环境

火星环境类似于地球,而探索其生命存在是重大的科学任务。在火星探测中,对火星及其环境的了解与研究是重要的任务目标,事关探测任务的成功实施。文章对国外火星探测已发布的成果进行收集和整理,其中包含大量的相关数据。这些知识和数据是火星探测任务设计的输入条件,可为我国火星探测计划的制定提供参考依据。     

火星的岩石地貌

火星的大气层是否发生过变化？ 40亿年前,火星的大气层比现在厚。从火星的地貌判断,那些类似河床的遗迹（如右图所示）证明火星上曾有河流。2004年,美国航宇局发射了两个火星漫游车＂勇气＂号和＂机遇＂号。这两个＂双胞胎＂火星车分别着陆火星,并在火星表面旅行和拍照,勘测了大量的火星岩石和土壤化学成分,找到了火星大气层变化的证据。     

火星全球勘测者进入火星轨道

火星全球勘测者进入火星轨道美国航宇局的火星全球勘测者（ＭＧＳ）探测器已在９月１１日减速进入火星轨道，现已开始利用火星大气进一步减速，以进入最终测绘轨道。这是１９８９年１月前苏联的火卫一２进入火星轨道后，人类送到火星的第一个轨道器。火卫一２在入轨２个月...     

火星探索十年展望

作为人类的近邻,火星表面上是否曾经或至今依然存在生命是人类十分关心的一个问题。了解火星的演化对了解地球自身的过去和未来都有着十分重要的意义。美国近几年的火星探测工作既有成功的喜悦,也有失败的教训。1999年火星气候轨道器和火星极区着陆器两个探测器的接连失败曾引起了各方的广泛批评和关注。此后,美国调整了其火星探索战略,推迟了取样回送任务的时间,但火星探测计划的总体目标并未改变,主要是要通过找水来寻找火星上有生命存在的迹象。去年12月4日,有关方面公布,火星上的一些地方有层状沉积岩存在,使科学家们更加坚信火星上曾经…     

“好奇”号登陆火星——奔向“盖尔”的梦幻舞步

2012年8月6日，“好奇”号在经过8个多月的星途旅行后，成功登陆火星，开始火星探测工作。作为美国第一辆采用核动力驱动的火星车，“好奇”号开启了一个新的火星探索时代。     

火星探测任务对环境模拟技术的需求展望

火星探测是深空探测的重点领域,任务特点决定了火星探测器发射前必须在地面进行各种验证试验。随着火星探测任务的持续深入开展将对环境模拟技术提出新的需求。文章在回顾了人类火星探测的历程之后,展望了未来火星探测任务的可能形式,分析了各种环境的地面模拟方法、试验技术所遇到的新挑战,并给出了建议。     

人类登陆火星是否不再遥远 关注NASA2020火星探索计划

很早之前,NAsA便开始利用无人飞船和火星车进行火星探索,从而加深了人们对火星的理解,同时为未来的载人火星探索奠定了基础,而2020年火星探测器项目也将加入NASA的全面火星探测计划。该计划包括当前在火星轨道运行的“奥德赛”号火星探测卫星和火星勘测轨道飞行器、“机遇”号和“好奇”号火星探测器以及近期被发射到火星上层轨道考察的MAVEN火星探测器等。而此次火星峰会的召开,也表明了人类正慢慢的着手将登陆火星的愿望转化为不再虚无缥缈的计划。     

基于无线电掩星观测的火星高层大气研究

近年来,火星高层大气受到越来越多的关注和研究。由于缺乏磁场的阻挡,火星高层大气与星际空间环境关联密切;同时,低层大气中的活动(例如尘暴)也会对其造成影响。而耦合在火星高层大气中的电离层则使这些过程变得更加复杂。火星高层大气和电离层结构的变化会对火星探测和通信活动造成很大的影响。然而,目前人们对火星高层大气100～130 km高度长期、稳定的观测数据仍然相对较少。文章将首先介绍火星高层大气研究的历史和现状,然后分别介绍本研究组利用无线电掩星实验获取火星130 km中性大气密度的方法、主要成果及未来的工作。     

美国火星表面探测使命述评（下）

从1975年8月发射（1976年7月着陆火星）的海盗-1探测器以来,美国已成功执行了6次火星表面探测使命,即海盗-1与海盗-2轨道器/着陆器,＂火星探路者＂（MPF）着陆器/巡游车,＂勇气＂与＂机遇＂火星探测巡游车（MER）,以及＂凤凰＂着陆器;而推迟到2011年发射的火星科学实验室（MSL）将火星着陆技术与表面巡游车技术推向一个新的高度。从＂海盗＂着陆器到MSL＂好奇心＂巡游车、美国历经三种火星着陆系统与三代火星表面巡游车技术的发展。三种着陆系统为着陆腿着陆系统（＂海盗＂与＂凤凰＂）,气囊着陆系统（MPF与MER）,以及空中吊机着陆系统（MSL）。三代巡游车为MPF＂旅居者＂巡游车、MER＂勇气＂与＂机遇＂巡游车,以及MSL＂好奇心＂巡游车。现在,美国在火星进入、降落与着陆（EDL）运作与表面避障移动方面,已达到技术成熟与先进的水平,满足安全着陆与表面移动探测的要求。文章阐述美国上述七项火星表面探测使命的立项背景、科学目标与有效载荷、飞行系统组成,以及飞行运作程序;分析美国火星着陆技术与表面巡游车技术的发展。     

踏平坎坷不辍探索美将再次发射火星车

由于运行位置的原因，人类发射火星探测器要‘相机行事”。适时发射可以使探测器在飞往火星时既省时，又省力。这样的机会一般每两年多才出现一次。为了加紧探索火星，美国几年前设立了火星勘测者计划，准备每遇一次机会就发射两颗探测器。1996年发射的头两颗探测器——火星探路者和火星全球勘测者（MGS）均顺利抵达目的地。1998年底和1999年初，美又相继发射了火星气候轨道器（MCO）和火星极区着陆器（MP）（统称火星勘测者1998），但这两颗探测器却在最后入轨和着陆的关头相继失踪，引起广人们对美国火星探索计划的强烈批评。在这种情…     

好奇号降临火星

经过约5.7亿千米的长途跋涉,美国东部时间2012年8月6日凌晨1：31（北京时间13：31）,美国于2011年11月25日发射的“火星科学实验室”所携带的好奇号火星车在火星盖尔陨坑中心山丘的山脚下着陆。其主要任务是分析盖尔陨坑的土壤和岩石,探索火星过去或现在是否存在适宜生命生存的环境,可展开为期一个火星年（约687个地球日）的探测。 继续寻找火星生命迹象 总投资达25＇f7_,美元的“火星科学实验室”是迄今最昂贵的火星探测项目,由美国航宇局喷气推进实验室负责管理,波音和洛马公司为主承包商。它是美国火星生命计划的一部分,将挖掘火星土壤、钻取火星岩石粉末,对岩石样本进行分析,探测火星过去或现在是否具有支持微生物生存的环境,从而确定火星是否具有可居住性。为了描述火星的气候特征和地形特征,确定火星上是否有过生命,为载人火星探测做准备,“火星科学实验室”的具体科学探测目标是：了解生物学效应的特点;研究火星岩石和土壤形成和变化的过程;探索火星大气长时间以来的演变过程;确定目前火星上水和二氧化碳的状态、分布和循环情况,以及有机碳复合物的特性和储量;勘测火星表面的化学、同位素、矿物质复合物和火星近表面的地质情况;分析火星表面辐射的光谱特征,包括宇宙银河射线、太阳质子效应和次级中子等;掌握构建生命的物质的含量,如碳、氢、氮、氧、磷和硫。好奇号面临最大的挑战之一就是如何保护火星不受污染。其主要任务是探索火星的过去或现在是否可以作为生命的“避难所”。这就意味着探测器一定不能带有任何的地球病菌和微生物。     

火星迎来新访客

美国东部时间9月21日晚7点24分,美国国家航宇局（NASA）“火星大气与挥发物演化任务探测器”（MAVEN）成功进入火星轨道,将研究火星高层大气。另外,MAVEN进入轨道后两天,印度首个火星探测器“曼加里安”号也进入了火星轨道并发回火星照片。     

美国火星表面探测使命述评（上）

从1975年发射（1976年着陆火星）的海盗-1探测器以来,美国已成功执行了6次火星表面探测使命,即海盗-1与海盗-2轨道器/着陆器,＂火星探路者＂（MPF）着陆器/巡游车,＂勇气＂与＂机遇＂火星探测巡游车（MER）,以及＂凤凰＂着陆器;而推迟到2011年发射的＂好奇心＂火星科学实验室（MSL）将火星着陆技术与表面巡游车技术推向一个新的高度。从＂海盗＂着陆器到＂好奇心＂巡游车、美国历经三种火星着陆系统与三代火星表面巡游车技术的发展。三种着陆系统为着陆腿着陆系统（＂海盗＂与＂凤凰＂）,气囊着陆系统（MPF与MER）,以及空中吊机着陆系统（MSL）。三代巡游车为MPF＂旅居者＂巡游车、MER＂勇气＂与＂机遇＂巡游车,以及MSL＂好奇心＂巡游车。现在,美国在火星进入、降落与着陆（EDL）运作与表面避障移动方面,已达到技术成熟与先进的水平,满足安全着陆与表面移动探测的要求。文章阐述美国上述七项火星表面探测使命的立项背景、科学目标与有效载荷、飞行系统组成,以及飞行运作程序;分析美国火星着陆技术与表面巡游车技术的发展。     

美欧掀起火星探测新高潮(上)

2003年12月25日，欧洲“火星快车”探测器顺利进入火星轨道；2004年的1月3日和24日，美国勇气号和机遇号火星探测器又在经历了惊心动魄的6分钟降落过程之后，分别在火星表面安全着陆。不久，它们相继传回了令人惊奇的高清晰度照片，“火星快车”还首次在火星表面直接发现有水的证据。这一系列火星探测活动引起了轰动。与此同时，美国、欧洲和俄罗斯等还陆续宣布了各自的火星探测新计划，在全世界掀起了新一轮的火星探测狂潮。     

探路者到达火星

探路者到达火星东旭７月４日，即美国独立日这一天，火星探路者探测器在经过４．９４亿公里、７个月的漫长旅行后，终于到达了火星这颗神奇的红色星球，并成功地在火星表面上的阿瑞斯谷登陆。这是２１年来人类首次把探测器送到火星表面。着陆的成功以及探测器上携带的一辆...     

中俄联合探测火星工程介绍

介绍了火星的基本概况、探测火星的科学目的、国外火星探测的历程.给出了中俄联合探测火星工程的工程与科学目标、系统组成,俄罗斯福布斯土壤计划的主要任务与基本情况,中俄联合探测器的构成,俄罗斯福布斯-土壤(FGSC)火星探测器的主要技术指标.分析了中俄联合探测火星工程中所用运载火箭和上面级的组成与性能.     

“火星快车”发现火星有水

欧空局1月23日称,其“火星快车”轨道探测器发现火星南极存在水冰。这是人类首次直接在火星表面上发现水。该探测器上的红外相机对火星南极地区上空水气中的分子进行了分析,确认了火星南极地区存在水。在当天的新闻发布会上,“火星快车”项目负责人说:“我们已确认在火星南极有水,不过不是液态的,而是冰冻水。这些水冰部分地裸露在火星表面上,并没有被由二氧化碳凝固成的干冰全部覆盖。”根据科学家以前掌握的资料,火星两极存在巨大的白色冰冠。过去一直认为这些冰冠全是二氧化碳凝固成的干冰。美国“奥德赛”火星探测器以前提供的数据只是…     

“好奇”号主演“科幻大片”

“好奇”号登陆火星的方式在历史上是前所未有的。从探测器进入火星大气层,到“好奇”号的轮子触及火星表面,需要七分钟时间。这是生死攸关的七分钟。     

印度火星探测器起航

11月5日,印度用极轨卫星运载火箭-C25成功发射了本国研制的第一个火星探测器——“曼加里安”火星探测器,主要任务是研究火星表面、大气和矿物特征;探寻火星上是否有甲烷以及生命迹象;拍摄火星照片;绘制火星表面地图;研究火星环境。