從 1961 年到 1972 年，美國通過阿波羅任務(wù)實現(xiàn)了六次登月，阿波羅任務(wù)也被譽為世界航天史上具有劃時代意義的項目。對于全體人類而言，成功登月也讓我們成為全新的 “跨星球”物種。
美國探索宇宙的野心并沒有因為這一成就而結(jié)束。接著，他們把目光瞄準(zhǔn)了火星，這顆距離地球數(shù)千萬公里的紅色星球。
圖 1：阿波羅任務(wù)宇航員登陸月球表面
為什么選擇火星？
探索火星實際上有多個原因。
一方面，火星是除了金星以外距離地球最近的行星，它可以說是太陽系中人類最容易到達的地方?，F(xiàn)已經(jīng)有超過 30 枚探測器到達過火星，它也成為除地球以外人類了解最多的行星。探索火星也讓我們有更多的機會了解生命的起源和進化。
圖 2：探索火星有著諸多好處
從實用性的角度來看 , 火星在整個太陽系中是獨一無二的。它的地質(zhì)多樣且復(fù)雜，而且氣候的演變與地球具有相似性?；鹦浅嗟榔矫媾c公轉(zhuǎn)軌道平面的交角非常接近于地球，這使它也有類似于地球的四季交替。與此同時，火星的自轉(zhuǎn)周期為 24 小時 37 分，幾乎和地球上的一樣長。所有這些都讓它充滿了巨大的吸引力，而且它有可能成為人類的 “第二故鄉(xiāng)”。
此外，科學(xué)家認(rèn)為，太陽系科學(xué)中的許多關(guān)鍵問題都可以通過探索火星得到答案。而且探索火星的努力也有助于激勵下一代探險者，并極大地擴展人類對宇宙的認(rèn)知。
從戰(zhàn)略意義上來說，美國是想要通過探索火星，擴大并牢牢占據(jù)太空探索的領(lǐng)導(dǎo)地位。目前，太空探索領(lǐng)域已經(jīng)并非美國一家獨大，包含中國在內(nèi)的各個國家已經(jīng)崛起并開始挑戰(zhàn)美國的領(lǐng)導(dǎo)地位。
上世紀(jì)六十年代，美國開始探測火星
早在 1994 年，美國宇航局（NASA）就宣布啟動火星探測計劃（MEP），也就是當(dāng)初的火星勘測者計劃。而且 NASA 將 MEP 實施的主要任務(wù)交給了噴氣推進實驗室（JPL）。
圖 3：NASA 的 MEP 項目
當(dāng)然，這并非美國首次對火星 “下手”。早在 1964 年，美國先后向火星發(fā)射了兩枚探測器：水手 3 號和水手 4 號。水手 3 號是美國發(fā)射的第一枚火星探測器，但卻以失敗告終。水手 4 號則成為有史以來第一枚成功到達火星并發(fā)回數(shù)據(jù)的探測器。
1971 年，美國再次向火星發(fā)射了水手 8 號和水手 9 號。前者在發(fā)射升空過程中因火箭故障墜入了大西洋，后者則成為有史以來第一枚成功進入環(huán)繞火星軌道的探測器。1975 年，NASA 的維京號項目成為首個將飛船安全降落在火星表面并發(fā)回表面照片的項目。
事實上，在上世紀(jì)六七十年底，并非只有美國在不斷嘗試著探索火星。當(dāng)時前蘇聯(lián)與美國的太空競賽異常激烈，但遺憾的是，前蘇聯(lián)的火星 1 號一直到火星 7 號，要么失敗要么失蹤，都沒能取得實質(zhì)性的進展。
不斷升空的火星探測器和探測車
美國的火星探索進程并非一帆風(fēng)順。
1992 年 9 月 25 日，遭遇了多次推遲的火星觀察者號探測器最終發(fā)射升空，踏上前往火星的旅程。但在 1993 年 8 月 21 日，當(dāng)它準(zhǔn)備點火進入環(huán)繞火星軌道時與地球失聯(lián)。
1996 年 12 月 7 日，火星環(huán)球勘測者號探測器發(fā)射升空，這枚探測器持續(xù)工作了 10 年，最后在 2006 年 11 月 5 日失聯(lián)，它是美國最成功的火星探測任務(wù)之一。
圖 4：火星車拍攝的火星表面照片
1996 年火星拓荒者號發(fā)射升空，1997 年 7 月 4 日在火星表面著陸。它實現(xiàn)了歷史上第 3 次在火星表面軟著陸。它攜帶的索杰納號火星車，是人類送往火星的第一部火星車?；鹦侨蛱娇闭咛柵c拓荒者號同年升空，它拍攝的火星照片證明了液態(tài)水的存在。
2001 年的火星探測衛(wèi)星奧德賽號發(fā)射升空，它的主要任務(wù)是尋找水與火山活動的跡象。
2002 年 11 月 4 日，美國航空航天局與樂高合作，舉行 “為火星車命名”的競賽。最終勇氣號和機遇號兩個名字脫穎而出。2003 年，美國宇航局將勇氣號和機遇號兩輛火星車送往火星，對火星這顆行星進行實地考察。
2007 年，耗資四億兩千萬美元的鳳凰號火星探測器發(fā)射升空。鳳凰號的目的是尋找火星北極土壤中可能存在的生命特征，對淺層地下的水冰進行研究。但它在 2008 年與地球失聯(lián)。
隨后在 2009 年，NASA 與麻省理工學(xué)院合作的火星科學(xué)實驗室啟程前往火星。它所配備的技術(shù)和設(shè)備足以讓在火星上工作的雙胞胎火星車勇氣號和機遇號相形見絀。
圖 5：好奇號火星車
2011 年，美國當(dāng)時最先進的火星探測器好奇號發(fā)射升空，它的主要任務(wù)是探索火星是否有生命存在的跡象。由于好奇號重達 1 噸，工程師們大膽創(chuàng)新，并未采用勇氣號和機遇號降落傘配合氣囊彈跳的降落方式，而是使用了一種類似 UFO 一般的噴氣式懸浮平臺。
NASA：2030 年代，人類將登陸火星
2004 年 1 月，美國當(dāng)時的總統(tǒng)布什提出了 “新太空計劃”:2020 年前重返月球并建立永久性基地，同時派宇航員登陸火星，但他并未公布具體的登陸日期。
2017 年，特朗 普簽署 “1 號太空政策指令”，宣布包括重返月球、登陸火星和深入探索太陽系在內(nèi)的宏大計劃。為此，美國重新組建了國家太空委員會，副總統(tǒng)彭斯出任主席。特朗 普也多次在推特上表示，NASA 應(yīng)直接開展載人探索火星行動，并在未來幾個月公布相關(guān)計劃。
圖 6：特朗 普簽署 “1 號太空政策指令”。
同年，在印度南部城市海得拉巴舉行的第 58 屆國際宇航聯(lián)合會大會上，美國宇航局前局長邁克爾 · 格里芬聲稱準(zhǔn)備在 2037 年把人類送上火星。但在美國航天局 2020 財年預(yù)算請求聽證會上，NASA 現(xiàn)任局長吉姆 · 布里登斯廷確認(rèn)，美國計劃在 2033 年將宇航員送上火星，并在火星上生存 2 年。
美國的私人航天企業(yè)也沒閑著
對于探索火星，想爭第一的可并非只有美國宇航局。SpaceX、波音等各大航天企業(yè)也在私底下進行著較量。波音公司負責(zé)人丹尼斯 · 米倫堡曾在接受采訪時非常明確地表示：“第一個踏上火星的人將乘坐波音飛機飛往那里?！?/p>
丹尼斯 · 米倫堡的聲明遭到競爭對手 SpaceX 的埃隆 · 馬斯克的諷刺。他聲稱，“波音將在火星登陸競賽中擊敗 SpaceX”的評論聽起來就像是波音自己在說給自己聽，這是在自欺欺人。
當(dāng)然，對于埃隆 · 馬斯克而言，他的夢想可不僅僅是把人類送上火星，他甚至還想改造火星大氣，把火星改造成為一顆適宜人類居住的星球。
圖 7：SpaceX 創(chuàng)始人埃隆 · 馬斯克
馬斯克最初是在一檔電視節(jié)目期間表示，想通過核彈對火星進行加熱。而且他并沒有開玩笑，2019 年他還在推特上詳細公布了這一計劃。馬斯克還揚言將建造 1000 艘星際飛船用于火星旅行。
雖然馬斯克對火星計劃充滿了期待和信心，但是他曾承認(rèn)自己可能無法親自實現(xiàn)火星計劃，原因是技術(shù)的發(fā)展有點差強人意。馬斯克曾多次呼吁加速技術(shù)研發(fā)，他甚至宣稱，如果技術(shù)成熟的話，他有七成概率會親自登陸火星。從目前來看，如果不是嘴上說說的話，馬斯克的夢想很有可能實現(xiàn)。
可以肯定的是，當(dāng) NASA 以火星為目標(biāo)時，美國的各大私人航天企業(yè)并不會把目標(biāo)僅僅局限于月球，火星競賽已成必然。
地球集訓(xùn)——體驗難熬的長途宇宙飛行
早在 2003 年，為了給載人火星飛行做初步考察準(zhǔn)備，美國宇航局、歐洲航天局和法國太空局的科學(xué)家們在南極洲進行多種 “人類適應(yīng)太空”實驗。這是因為往返火星需要長達 2 年的時間。長時間的與世隔絕、孤獨和無助可能沖破宇航員的心理防線，導(dǎo)致他們精神錯亂。
為此，美國宇航局專門打造了 HI-SEAS 火星模擬基地。因為專家們認(rèn)為，如果想真正了解宇航員可能遭遇的心理挑戰(zhàn)，唯一的方式就是讓他們置身與火星類似的極端環(huán)境。經(jīng)歷過模擬測試的人員都深深體驗到了宇航員的孤獨與寂寞。
圖 8：HI-SEAS 火星模擬基地內(nèi)景
充當(dāng)火星任務(wù)踏板的月球基地
在美國宇航局的計劃中，并未打算從地球直飛火星，而是以月球基地或者空間站為中繼站。當(dāng)然，這兩者都還在準(zhǔn)備當(dāng)中。美國人尚未完成重返月球的目標(biāo)，因此月球基地也只能是未來的一個夢想。但以月球基地為中繼站的想法是深得人心的，因為月球極地存儲的水冰完全能夠制造未來的火箭燃料。
美國宇航局在 2017 年提出，計劃在月球軌道建立一個永久性基地，也就是深空網(wǎng)關(guān)。它將作為未來太空探索的訓(xùn)練場地和技術(shù)實驗場地，旨在為人類登陸火星或其它星球做準(zhǔn)備。這個基地就像一個機場，飛往月球表面或火星的飛船可以在此加油、更換零件或者補充補給。
圖 9：未來的月球基地
強大的運載火箭是人類前往月球乃至火星的基礎(chǔ)
運載火箭是人類擺脫地球引力前往火星的基礎(chǔ)，它也是整個人類航天最為重要的基礎(chǔ)，它的能力往往決定一個航天企業(yè)以及一個國家航天探索能力的上限。
2015 年，美國航空航天局傾力設(shè)計的太空發(fā)射系統(tǒng) SLS 通過了專家審議，意味著人類歷史上最龐大、最強大的火箭終于邁出了關(guān)鍵的一步。
SLS 系統(tǒng)是美國航天飛機衍生出來的重型運載火箭。它是美國宇航局的 “深空探測計劃”的一部分，未來將肩負載人火星和載人月球任務(wù)。SLS 火箭類似于戰(zhàn)神 IV 火箭，但其總推力比將超過此前最大的土星五號，它也將成為美國最強大的運載火箭。
圖 10：SLS 發(fā)射系統(tǒng)將肩負火星和載人登月任務(wù)
美國開啟新的火星探測任務(wù)
2017 年，美國宇航局公布全新一代火星車 “火星 2020”，也就是現(xiàn)在的毅力號火星探測車。不久的將來，這臺擁有 23 只 “眼睛”的火星車，將執(zhí)行火星的全景觀測任務(wù)。這 23 個相機中，包括 7 個科學(xué)相機以及 7 個降落著陸用的輔助相機，以及 9 個工程相機，它們能夠幫助火星車避免火星上的障礙物。
圖 11：毅力號火星探測車
無論是哪個國家最終成功登陸火星，都意味著我們?nèi)祟愒谟钪婊顒臃秶脑黾?，也意味著我們將揭開宇宙越來越多的面紗。
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