水手四号:火星,人类来了!《下一站火星》#16

前文说到,随着第二次世界大战的进行,V2火箭/导弹这一大杀器被成功研制并应用到战争之中,它在1942年进行的试射还突破了100千米高的卡门线(太空与地球的理论分界线),从而成为第一个进入太空的人造物体。

所幸法西斯和纳粹战败,人类历史上最大规模的战争终于以7000万人的生命为代价而结束。当盟军在德国人的火箭研究基地看到资料时都惊呆了:彼时德国人已经在研发可以直接从德国攻击美国的洲际导弹,最先进的A12导弹甚至可以携带10吨的巨大战斗部进入地球轨道。彼时原子弹已经初步研制完成的美国人吓出一身冷汗,他们深知德国人也在研制原子弹,而一旦原子弹配上这种毫无办法防御的洲际导弹可谓后患无穷,毕竟美国人的原子弹重量仅仅为4吨而已,装上导弹太容易了。

土星五号火箭及它的设计师、世界最伟大火箭专家:沃纳·冯·布劳恩 ©NASA

德国人的技术、资料和人才成为双方秘密抢夺的对象,美国人毫无疑问赚的盆满钵满。他不仅偷偷违反了苏美协定秘密进入苏联控制区的V2火箭生产基地搬走了大量资料和已生产/半成品的V2火箭,还通过“回纹针”行动秘密保护了以沃纳·冯·布劳恩为代表的一大批德国火箭专家前往美国。而·冯布劳恩在航天历史中的地位无人能比,他是当之无愧的世界上最顶级火箭设计师,没有之一。他的代表作便是大名鼎鼎的土星五号登月火箭,重量达到了3000吨、近地轨道的运送能力达到了150吨,比起21世纪后世界上最大的火箭仅仅能运送20吨量级而言依然惊为天人。要知道那可是在1960年代,且土星五号在所有的发射任务中保持了100%成功率。美国人引进冯·布劳恩及一大批人才可谓赚的盆满钵满。

早在1946年,美国人重造了德国的V2火箭,这枚火箭携带者照相机进入太空,拍下了人类在太空中的首张照片,人类也第一次看见了登高望远的极限©NASA

苏联人自然不甘落后,也在回纹针行动后开始公开抢夺人才。核武器、火箭衍生而来的洲际导弹,人类轰轰烈烈的太空竞赛不期而至。1957年斯普特尼克1号(Sputnik 1)在苏联的拜科努尔发射场秘密升空,极大震动了美国人,因为这意味着每隔90分钟就有一颗苏联卫星绕地球一圈,在已经有核武器和洲际导弹的当时对人心的冲击力可想而知。这直接导致美国在1958年通过了《美国国家航空暨太空法案》、组建国家航天委员会,他们的共同目标是建立美国国家航空航天局(NASA)。

NASA预算占联邦总预算比例图,1967年的高点高不可攀

民众内心的恐惧、国家的军事压力、政客们面对的各种质疑,都换成了世界第一强国将大量的金钱、人力、资源投入到NASA的建设当中,NASA在1967年拿到的经费占到了美国联邦总预算的4.5%,如今的2017年这笔钱足够负担美国公立教育和公共交通的总开支,影响力可见一斑。

苏联由于举国体制、发达的重工业、更接近欧洲需要保持武器威慑,在航天上的投入丝毫不亚于美国,直接的结果就是在各方面都领先美国人一步。苏联人发射了第一枚洲际导弹(1957年,R7)、第一枚航天运载火箭(1957年,R7改造而来)、第一个月球探测器(1959年,月球2号)。在同一年代,苏联还拥有了世界上第一个男性宇航员(1961年,尤里·加加林)、世界上第一个女性宇航员(1963年,瓦莲京娜·捷列什科娃)、世界上第一个金星探测器(1961年,金星一号),一时辉煌无限。

在天文学家们对航天探索还没瞄向梦寐以求的火星时,早在1960年,苏联人的两颗火星一号探测器就发射升空,但它们都没成功离开地球。这似乎开启了苏联人乃至俄罗斯人的魔咒,在几十年的时间内,他们往火星发射了超过20颗探测器,但竟然无一例外全部失败,最大进展仅仅是着陆火星十几秒而已,几乎没有收获有效数据。这与探测金星的金星计划和维加计划收获的辉煌成绩相比,简直令人扼腕痛惜,火星似乎成为他们一道无法逾越的难关。

遗憾失败的苏联火星一号探测器,揭开了苏联探测火星的梦魇。。©NASA

真正意义上的人类首次探火星成功是美国于1964年11月28日发射、1965年7月15日在火星上空9846千米成功飞掠火星的水手四号探测器(Mariner 4)。在它与火星近距离接触的数小时内,它尽一切可能拍下了21张火星照片,虽然加在一起只覆盖了火星表面约1%,但照片带给人类的冲击依然是具有时代意义的。人们从这些照片中可以明显看到火星表面有着大量的陨石坑,看起来是极其荒凉的一片荒漠,这大大支持了认为火星不可能存在生命一派的观点。遗憾的是,彼时的航天技术并不足以让航天器停留在火星轨道,在拍完这些照片不久后水手四号努力将所有数据发送回地球,然后便滑入深空。不过它并未从此绝迹,在后面的三年中它努力收集各种太阳风的数据,为人类研究太阳提供了宝贵的一手资料,可谓是死而后已。

水手四号探测器和它拍摄的火星照片 ©NASA

但这一点都没有浇灭科学家们的研究热情。在科学研究的逻辑里,最宝贵的便是可证伪性,换句话说,如果某个推论不成立该有什么样的反例来证明。如果火星没有生命,火星上还应该出现很多其他现象才对。在这张照片的启发下,美国和苏联继续探索。

后续的美国水手六号和七号也顺利抵达火星,它们拍摄了更多照片带了更先进的仪器,然而遗憾的是它们发现火星几乎没有磁场、几乎不存在大气,基本就是一个荒芜的地方,不太可能存在生命。双方在1960年代共计发射了13个任务飞向火星,虽然它们大部分都失败、前苏联更是遭受了诅咒一般所有的火星任务全部失败或部分失败,但人类渴望了解火星的心情还在继续。在探测过程中,人类需要谨遵26个月的火星和地球此时会和周期,算好提前量的情况下对探测器燃料、飞行距离、飞行时间等要求都将达到最低,因此火星探测的时间窗口就为26个月。

就这样,随着水手四号的成功抵达,人类无人探测火星的时代正式被揭开了!

还有更多火星相关内容在本人自己录制的喜马拉雅音频,可以听一听:

科学发声会(一):下一站火星_有声小说在线收听-喜马拉雅FM

这是本专栏《下一站火星》写作计划的第十六篇,往期内容:

太空精酿:我们为什么要走出地球?《下一站火星》发刊太空精酿:火星:东方荧惑 《下一站火星》#2太空精酿:火星:西方战神《下一站火星》#3太空精酿:宇宙中会有外星生物么?一定的!《下一站火星》#4太空精酿:好奇号火星车:带1分买路钱的JPL史上最大广告《下一站火星》#5太空精酿:为什么金星完全不值得星际移民开发?《下一站火星》#6太空精酿:为什么水星更不值得人类星际移民开发?【下一站火星】#7太空精酿:为什么人类在过去的 46 年没有再登月?《下一站火星》#8太空精酿:火星的大气为什么没救了?《下一站火星》#9太空精酿:终有一天,火星会拥有壮观的火星环《下一站火星》#10太空精酿:二战如何孕育了人类航天?《下一站火星》#11太空精酿:刚刚,240万人类名字跟洞察号飞向了火星《下一站火星》#12太空精酿:把火星和地球在太阳系的位置交换一下,会发生什么?《下一站火星》#13太空精酿:核弹可以改变火星环境吗?《下一站火星》#14太空精酿:1877,人类第一张火星地图《下一站火星》#15

欢迎持续关注本专栏!

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:太空精酿

【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。
点击下载