【写在2020行星探测季】人类深空探测60年(总篇)
百度的原帖是10年前了,10年后我们在B站重新将人类的深空探测传奇持续记录,尤其是当中国、阿联酋、印度等新玩家进入的时代,航天迷更有一份责任以长贴记录中国等非OECD国家加入国际深空探测行列。接下来的一个月里,我们将梳理人类这60年来放出去的探测器。
人类自从1957年发射第一颗人在地球卫星后,就开始了漫漫空间探测之路。从1959年苏联发射第一颗探测月球的探测器开始,人类对于宇宙其他天体的探测活动已经走过了一个甲子。这一个甲子中,人类对于宇宙的认识,超过了以往200多万年的总和。时间进入21世纪,深空探测已经不再是美苏等航天霸主的专利,欧空局、日本、中国、印度、以色列、阿联酋等国都加入了探测行列。
这里所说的深空探测,特指以下内容:
1、所有离开地球轨道及以探索太阳系为目标的航天器(包括发射失败的航天器)
2、离开地球轨道但不是为了探索太阳系的探测器(如空间天文台)
3、以探测深空为主要目的的绕地卫星(如哈勃太空望远镜)

从1958年人类开始向月球发射探测器到今天(7月22日),人类已经向外太空发射了214个与深空探测相关的天体。

上面那张表太复杂了,我们一个个拆开看看!
【月球】早期的月球探测器数量繁多,任务通常只有拍摄月表、做一些简单的观测,而且是利用飞掠或是硬着陆等较为不精确的方式探测月球,之后逐渐发展出环绕月球、软着陆月球等较为复杂的任务模式。60年代美国阿波罗载人登月计划,是迄今为止人类唯一前往其他天体的成功计划。1976年之后,人类的月球探索陷入了20多年的低潮期。直到2005年后,中日印等国开始在月球探测中发力,2015年后,Google的Xprize计划,让更多商业公司参与其中。总的来看,月球计划风险依然很高,尤其是着陆阶段。

说起来当今很多人说中国和美国俄罗斯有XXX年的差距,当然差距是怎么形成的我们要从他们对待月球探测的态度。当苏联人在1957年发射第一颗人造卫星之后,紧接着大家开始争先恐后地向月球上扔东西,甭管方的圆的三角的,只要有火箭就往上面仍。一开始时候大家的火箭技术很一般,测控能力有限,因此失败是常有的事情。那年头探测器能飞跃月球就算赚到,能撞到月球上就算是血赚!直到1966年,月球9号终于实现人类在月球的软着陆。要说那个年代也是进步迅速,1968年人类就实现了载人环月,第二年就实现了载人登月,想想近年NASA的巨型火箭咕了又咕的现实,不得不感叹我们还在航天史上的螺旋里面玩。

随着1976年,苏联的月球23号采样返回后,两大超级强权纷纷转向近地轨道的空间站,月球也就消停了14年。直到90年代,也只有美日等国发射了少数探测器,当然目的也更加务实——找水!(下一篇将会细讲)。2003年后,欧洲、日本、中国、印度等国开始纷纷上马探月工程。传统强权美国使用轨道器,瞄准了月球的土壤研究;中国和印度纷纷采用苏联当年的“绕”“落”“回”三步走(当然三哥的进度不尽如人意),借此通过对月探测一步步完善自己的航天技术体系。


【火星】
60多年来,人类执行火星任务59次(共49个探测器)。早期火星探测多以短任务型态,运作时间不长,而且美国与苏联通常一年在火星发射窗口会发射两艘,以防任务失败。自从火星全球探勘者号发射后,美国开始了新一波的火星探测计划,即每26个月发射至少一艘探测器至火星。

从年代看,人类在1960-1975年有探测火星的高峰,苏联对火星探测失败率极高,同时也创下过火星三号(人类第一次火星成功软着陆)的壮举,而海盗号是冷战时期火星唯二的火星表面成功探测记录。
冷战后,美国和欧洲在火星探测携手并进,美国目前已成功发射5个火星软着陆器,2020年毅力号将前往火星。欧洲曾发射两个火星软着陆器,但全部失败。印度是全球第一个首次发射就成功绕火星的国家,阿联酋是中东国家第一个发射火星探测器的国家。


【金星】
金星是地球的姊妹星,二者的其质量和体积非常接近。人类进行探测始于上世纪50年代末,苏联曾经多次向进行发射探测器,且成功完成金星表面着陆和成像。美国则有水手计划、先驱者计划、麦哲伦计划等,对金星成功进行雷达成像。

冷战时期,探测金星的主力是苏联。早期射一个败一个,导致美国的水手2号成为第一个飞跃其他行星的探测器。3年后,金星3号发射的着陆器成功到达金星表面,成为人类第一个着陆在其他行星的物体,此后苏联不断地向金星大气派出降落器,从数据分析中发现,400多度的高温,300多个地球大气压,外加剧毒的硫化物,这样的金星简直是超级地狱。即便如此,大家都想看下金星表面是啥样子。直到金星9号和10号才从金星地表拍摄照片回地球。
美国在火星上顺风顺水,但对金星兴致寥寥,先驱者金星计划是金星大气探测,80年代末才有麦哲伦号从轨道上对金星金星雷达成像。


【水星】
水星是离太阳最近的行星,但探测起来这颗卫星反而是最为困难的,因为接近太阳需要的速度增量远高于外太阳系其他行星,因此到目前为止人类对于水星探测非常少。目前只有水手10、信使号、贝皮可伦坡号三个探测器做飞掠或环绕飞行。
【外太阳系各大行星】
木星作为太阳系最大的行星,其庞大的体量下,已知有60多颗卫星环绕,成为“木星系”。对于木星的探测始于20世纪70年代,主要以美国为主,先后有先驱者11/12、旅行者1/2、伽利略号、卡西尼惠更斯、朱诺号、新视野号等飞船以环绕或引力弹弓飞掠等方式探测过。
土星和木星类似,土星的探测重点在于其庞大的光环,以及奇特的卫星。在卡西尼之前,美国仅有旅行者1号2号探测过,1997年发射的卡西尼号则是一口气将土星和卫星系统看了个遍,直到2017年寿终正寝。
天王星和海王星目前只有旅行者2号与1986年和1989年两次短暂的飞过,之后大多采用哈勃空间望远镜进行观测。

【彗星、小行星、矮行星】
彗星、矮行星及小行星探测主要是要了解太阳的起源,这些星体的体积通常都不大,移动速度快,光度较弱,因此人类目前对相关的研究较少。最早的太阳系小天体探索始于1986年哈雷彗星。当时由日本、欧洲、苏联等国率先组成哈雷彗星联合探测活动。随后美国的伽利略号在前往木星过程中对两颗小行星探测。进入本世纪,日本在小行星探测方面异军突起,先后发射隼鸟号和破晓号,取得一定成果。美国则有星尘号、曙光号、深度撞击、OSIRIS等计划,欧洲有罗塞塔号,并释放了菲莱小机器人。中国则利用嫦娥2号与小行星4179接近的契机,于2012年近距离拍摄。
2006年,国际天文联合会将冥王星降级为矮行星,自从1930年发现后,仅在2015年由新视野号以高速飞掠时拍摄过冥王星45%的表面。
谷神星作为木星与火星之间最大的矮行星,目前有曙光号(Dawn)环绕探测。


