《火星任務》  〈火星探測新星－毅力號〉  本文編輯 | 張婉歆 本文校正 | 楊小逸  ❙ 火星任務   自1600年代起人類開始以望遠鏡觀測火星，1960年代開始發射火星探測器。  隨著地球各項資源逐漸面臨消耗殆盡的問題，有科學家推測地球17.5億到32.5億年後將不再適合生命生存，一些研究也推測未來5億年內地球溫度將上升至不適合人類居住。  因此人類至今仍努力探索火星，除了想更加了解我們所處的星系外，也希望能在其上找到適合人類生活的條件，在未來達成移民火星的目標。   -  ❙ 火星探索歷程   > 1960年代  蘇聯率先發射多枚火星探測器，但大多連地球軌道都未能到達即墜毀，僅火星1號到達火星軌道，但尚未登陸就與地球失聯。  美國的水手號探測計劃中水手4號、水手6號和水手7號成功掠過火星並發回數據，結果顯示火星的大氣密度比人們認為的稀薄，也未發現磁場。  > 1970年代  美國的水手9號成為第一枚成功進入火星軌道的探測器，發回的照片覆蓋了火星表面80%以上的部分，也對火星的兩顆衛星進行了探測。  美國的海盜號探測計劃極為成功，此計劃分為著陸器及軌道器兩部分。  海盜1號成為第一枚著陸火星且發回照片的探測器，在火星工作超過六年後失聯。  海盜2號著陸器工作三年多後失聯。發回的數據表明火星上有微生物的生命跡象，且火星曾有河流、降雨。  與此同時，蘇聯火星任務中著陸器皆未能成功在火星上工作；軌道器則傳回許多數據，顯示火星表面地形圖及引力、磁場的資訊。   > 1980年代  蘇聯火星任務中著陸器皆未能登陸火星。此時美國於70年代成功登陸的著陸器及軌道器大多仍在工作期間。  > 1990年代  美國的火星全球勘測者在火星上工作10年後失聯。火星探路者號成功將旅居者號（火星車）送上火星，此為第一部火星車。  日本及俄羅斯的火星探測計劃皆未能抵達火星。   > 2000以後  美國的火星快車號在火星大氣層內發現甲烷。火星探測漫遊者將勇氣號（Spirit, MER-A）和機遇號（Opportunity, MER-B）兩輛火星車送上火星，研究火星地質、岩石礦物等，並尋找火星上液態水的資訊。  鳳凰號證實火星上有固態水存在。好奇號未偵測到大氣甲烷，發現火星土壤含有豐富水分。  印度成功發射火星軌道探測器。  中國天問一號及阿聯希望號於今年2月皆抵達火星軌道。   -  ❙ 毅力號（Perseverance）    為目前火星探測主要的探測器之一，自著陸開始一舉一動皆備受世界關注。  > 任務  尋找火星上過去的生命跡象、收集岩石土壤標本、探測地質、嘗試從火星大氣層製造氧氣，並搭載一架小直升機（Ingenuity）測試可否在火星大氣層中飛行。  探索目標為火星赤道北邊49公里寬的耶澤羅坑，科學家認為此處35億年前為湖泊，可能有有機碳層(organic carbon)殘留。  本次任務時長預計為火星年一年（約地球日687天）。   設備  毅力號是由美國製造的火星探測車，外觀與好奇號相近，大小與小型汽車相仿，約1050克。  毅力號攜帶7種科學儀器，23個攝影鏡頭，2個麥克風及一臺直升機Ingenuity（獨創號）。  -  ❙ 登陸火星的困難   自地球到火星  地球與火星的最短直線距離約需40天方可抵達，但火星會隨著時間推移繼續繞行太陽，因此需精確計算發射軌道。目前是在火星與地球距離接近時發射探測器，利用霍曼轉移軌道到達火星，約耗時260天。且火星公轉週期約為兩年，若錯過最佳發射的時間，則要再等約兩年才能再次遇到合適發射的窗口期。    著陸  著陸則是最困難的問題，探測器速度需從約兩萬千米/小時降至零，且因火星的大氣薄弱，僅有地球的0.1%左右，無法有效利用大氣幫助減速，此時僅能靠事先設好的指令降落，無法遠端控制。  其中需要以完美的角度切入火星的大氣層、忍受高溫、利用減速傘減速、脫掉外轉載探測器的隔熱防護罩，最後啟動逆推火箭，在空中將探測器緩慢放下。登陸過程有「恐怖七分鐘」之稱。    通信  通訊方面也會因為火星與地球的距離而有延遲。火星與地球通訊使用無線電波，傳遞速度約與光速相當，自火星到地球最少需要三分鐘，最長二十二分鐘，因此造成火星與地球單向通訊會有12到14分的延遲。  在上合期間（火星、地球與太陽成一直線，且火星與地球不在同一側）則會失去通訊約一個月。  距離因素以外，宇宙中的噪聲干擾也會使信號減弱，因此探測器需要装有高增益、高可靠的通訊設備，地球也要有直徑很大的深空測控天線，才能維持通訊。  地球遠端控制及通訊會有延遲的問題，因此若出現突發狀況，只能靠探測器自行克服。

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