天文史上的今天 | 失踪的火星飞船|163

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1993年的8月21日，一艘正飞往火星的飞船突然与地面失去联系。至今下落不明。

1993年8月21日，即将抵达火星的“火星观察者号”探测器突然失踪

来源：NASA

老严曾经多次提到，美国在火星探测计划中，几乎罕见失败，并且从上世纪60年代的火星探测最早期便是如此。相比之下，苏联（俄罗斯）在火星探测上简直是惨不忍睹，屡战屡败，几乎毫无成绩，但却在自然条件比火星恶劣的多的金星探测方面多有建树，目前人类仅有的金星地表影像都来自苏联的着陆器，看来生活在冰天雪地里的战斗民族对于极端恶劣环境的适应确实是有天赋。正因为如此，我有时候会觉得“美国来自火星，苏联来自金星。”

但是美国人在火星也并非“战无不胜”，失败是难以避免的。今天要说的“火星观察者号”飞船，就是这样一个案例。

1965年，美国“水手4号”探测器传回人类第一张火星近距离照片

来源：NASA

1976年，来自“海盗2号”着陆器拍摄的火星地表景象

来源：NASA

1982年，苏联“金星13号”传回的金星地表景象

来源：NASA

“火星观察者号”（Mars Observer）也被称作“火星地质科学/气象学轨道器”（MGCO），于1992年9月25日发射升空，主要目的是对火星地表，大气，气候和磁场情况进行勘察。

一般情况下，一颗火星探测器最危险，最可能发生不测事件的时间点是在从地球发射升空的时候，早期很多火星探测器就栽在火箭发射失败上，包括2011年时，原本应该成为我们国家第一颗火星探测器的“萤火一号”卫星，就是因为俄国人的火箭故障，出师未捷身先死，凝聚着上海八院研制人员心血的探测器就这样折戟沉沙。期间不仅被俄国人一再放鸽子，当猴耍，甚至还爆出“萤火一号”总设计师候建文被对方情报机构策反，成为间谍的丑闻，甚是无语。

“萤火一号”原本应该是我国第一颗火星探测器。由于俄国佬的火箭发射失败，导致亚洲首个成功探测火星的头衔在2013年被印度人抢了去

来源：新华网

当时的报道，老严当时心情真的非常难过

来源：网易

言归正传，除了升空的这一阶段比较危险，还有就是抵达的时候。探测器上装载的大量燃料很大一部分会在这个阶段被消耗掉。因为探测器在从地球出发飞向火星的巡航阶段保持很高的速度，而在抵达火星时，必须主动减速，以便让火星引力场捕获，从而进入火星轨道。如果这个时机算不好，或者“力道”把握不准，探测器要么从此“错过”火星，进入环太阳轨道，或者就是直接撞向火星，日本人在这方面应该体会比较深刻。

可是，美国的“火星观察者号”（Mars Observer）偏偏在一般认为相对安全的巡航阶段发生了意外。1993年的8月21日，仅仅在抵达火星之前3天，这艘探测器在飞向火星的途中信号突然消失了。不管地面如何尝试找回，这艘探测器就是失踪了。

装配中的“火星观察者号”。这是时隔近20年，美国首次出发前往火星

来源：NASA

“火星观察者号”项目的历史可以追溯到1984年，当时美国宇航局太阳系探测委员会提议开展一次火星探测。

因为自从1975年发射两艘“海盗”（Viking）号火星探测器之后，美国在随后的将近20年间就没有开展过任何的火星探测。当然“海盗号”计划极为成功，采集到的海量数据足够科学家们分析多年。但是，将近20年过去了，我们实在需要更新鲜的数据来进一步推进对火星科学的研究工作。“火星观察者号”项目正是在这样的背景下立项实施的。

1992年9月25日，“火星观察者号”发射升空

来源：NASA

示意图，中间是太阳，蓝色是地球，红色是火星，虚线就是“火星观察者号”的运行轨道

来源：NASA

1992年9月25日，“火星观察者号”发射升空。这颗卫星重1018公斤，主体为立方体形状，尺寸是1.1mX2.2mX1.6m，项目研制与发射成本大约8亿美金。火箭工作34分钟后，卫星被成功送入火星转移轨道，开始为期大约11个月的飞向火星的巡航旅程。

1993年8月21日，就在抵达火星之前3天，用美国宇航局官员的话说，“火星观察者号”突然出现了“无法解释的”信号失联。地面控制中心立即开始每隔20分钟向飞船发送指令，希望得到回应，但无果而终。一直到今天，人们仍然不清楚这艘飞船究竟出了什么问题，以及后来发生了什么情况，它按照自动程序进入火星轨道了吗？还是错过了火星，现在正在围绕太阳飞行，或是一头撞毁在火星地面某处？这是一个谜团。

组装完毕的“火星观察者号”

来源：NASA

这张示意图可以很清楚的看到，就在即将准备进入火星轨道的时候，探测器突然失联了，非常可惜

来源：NASA

1994年1月份，一个由美国海军研究实验室（NRL）为主组建的独立调查委员会公布的调查结果认为，“火星观察者号”出现的问题最大可能是其燃料箱发生了爆裂。大量泄漏的燃料和气体导致卫星出现无法控制的翻滚并自动进入“应急模式”，这将打断正常的程序执行并自动关闭通讯应答。

为何出现这种情况？调查委员会认为这可能是为了节约成本，这颗卫星大量使用了原本应该用于地球卫星的组件，包括燃料与引擎系统，但位于地球卫星的这类系统在设计时没有考虑过火星飞船所需要的，在巡航阶段需要长达数月时间进入休眠状态，然后再重新启动这样的模式，于是这里就出现了问题。

“火星观察者号”使用的MOC相机。这款相机在后续发射的“火星全球勘测者”号上得到了极为成功的应用

来源：NASA

“火星观察者号”在失踪之前使用MOC相机拍摄的火星图像

来源：NASA

“火星观察者号”在火星轨道运行示意图

来源：NASA