美国凤凰号火星探测器 美国凤凰号火星探测器 美国凤凰号火星探测器-简介，美国凤凰号火

凤凰号火星探测器是美国国家航空航天局的2007年火星探测计划。这项计划的主要目的是将一枚着陆器送往火星的北极地区，对火星的极地环境进行探测。这项任务的目的是寻找火星北极土壤中可能存在的生命特征，对浅层地下的水冰进行研究。凤凰号已经在美国东部时间2007年8月4日5点26分于佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功发射，由三角洲二号运载火箭所运载于2008年5月25日成功着陆火星。2008年11月，凤凰号与地面控制中心失去联络。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -简介

美国凤凰号火星探测器是美国国家航空航天局2007年火星探测的计划。这项计划的主要目的是将一枚着陆器送往火星的北极地区，对火星的极地环境进行探测。凤凰号将在防热盾、降落伞与火箭推进器的协助之下，缓缓降落在火星冰封的地表上，然后利用太阳能电池板蓄积的电力，伸出长约2.3米的机械手臂向下挖掘，并将挖掘所得的土壤样本送回凤凰号，以先进的仪器对土壤中的水冰加以分析。

凤凰号于美国东部时间2008年5月25日19时53分(北京时间5月26日7时53分)，在火星北极成功着陆。相当于地球位置的加拿大北部。按计划，凤凰号将在火星实施为期90天的探测任务，以对这个红色星球之前尚未探测过的北极地区展开勘测，据认为此处可能有大量冰藏在地表下面。“凤凰”号缺乏探测外星生命迹象的工具，不过，它将研究冰是否融化过，寻找北极永冻土中有机化合物的踪迹，以确定生命是否曾经在此出现过。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -命名

科学家之所以用神话里浴火重生的凤凰为其命名，是因为该探测器脱胎于美国宇航局以前一个夭折的火星探测项目，其中的许多组件被再次利用成为“凤凰”号的基本构架。科学家希望“重生”的“凤凰”号能在火星探测中获得更多重大新发现。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -背景

2002年，美国“奥德赛”探测器曾在火星北纬65度以北地区发现存在冰冻层的证据。科学家希望“凤凰”号能帮助他们看清这片冰冻层的真面目，分析冰冻层是否曾融为液态水。此外，借助“凤凰”号挖掘的火星土壤样本，科学家也可分析土壤中是否存在有机化合物。从水和有机化合物这两条线索中，科学家就能进一步推断火星现在或者以前的环境是否适宜生命存在。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -任务概括

发射窗口：8月3日至8月24日，每天两次机会；

太空行程：将飞行约6.8亿公里，于2008年5月在火星北极软着陆；

名称含义：NASA希望它能在以前失败基础上，完成凤凰涅磐般重生；

设计独特：凤凰号有三条腿支撑，机械臂长20英尺，工作起来似反铲挖土机，一铲下去能在火星上挖出20英寸深的沟。

寻找生命：寻找已经存在10万年的液态水的证据；将在其微型火炉中加热火星土壤样本，研究其化学构成。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -降落

2008年5月25日，美国东部时间下午6点46分（UTC：2008年5月25日 23:46），凤凰号完成“关键7分钟”(亦被称为“恐怖7分钟”)降落程序，成功降落火星北极区，成为人类第一个降落在火星北极区的航天探测器，事前太空总署评估只有五成成功率。

所谓“关键7分钟”是指需时约7分钟的一系列降落程序，让凤凰号以时速 21，000千米（13，049英里）进入火星大气层后，把飞行时速降到约每小时 8千米（5英里），然后再紧急刹车，以便进行软着陆。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -全揭秘

“凤凰”号“重装上阵”

在开展探测任务之前，“凤凰”号火星车必须先要在弥漫着尘埃物质的火星表面成功着陆，火星向来以吞噬人造探测器著称。各国共向火星发射了15个探测器，但迄今只有5个着陆成功。美宇航局火星探测项目的主管道格・麦克奎斯逊在宇航局总部表示：“火星经常向你扔出曲线球，误导你的判断。

“凤凰”号火星探测器是在美宇航局前两次失败的火星探测计划的基础上“重装上阵”的。美宇航局将使用德尔塔2型火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射“凤凰”号火星探测器，发射时间定为07年8月3日，发射窗持续3周，预计飞行4.23亿英里(约6.8亿公里)，于2008年5月抵达火星。与“机遇”号和“勇气”号两个孪生探测器在火星赤道漫游不同，“凤凰”号探测器将暂避于某处，使用长长的机械臂对火星的永久冻结带土壤进行采样研究，以确定火星表面土壤下是否含有适合微生物生存的冰冻水。“凤凰”号的设计很独特，有三条腿支撑，机械臂长20英尺，由铝和钛两种材料制成，工作起来像一台反铲挖土机，一铲下去能在火星上挖出20英寸深的沟，接着旋转就能将土壤样本取出。尽管“凤凰”号缺乏探测火星过去或当前生命形式的工具，不过科学家仍然希望它能揭开火星北极圈是否含有适合微生物生存的迹象之谜。

找齐火星生命三要素

按计划，“凤凰”号在飞行10个月之后到达火星，在火星北部平原开始其三个月的探测活动。如果任务取得圆满成功，这将是在“海盗”号探测任务之后时隔30年机器人首次在火星表面以下钻孔。着陆后，“凤凰”号将在其微型火炉中加热火星土壤样本，研究其化学构成。“凤凰”号火星任务首席科学家、亚利桑那大学的彼得・史密斯博士表示，“凤凰”号能够检测有机物的存在，不过它不能分辨出里面是否存在DNA或蛋白质。“凤凰”号着陆地点之所以选择在北极点，是因为以前的探测器曾发现冰冻水潜伏于火星地表之下的证据。有科学家认为火星上一个宽30英里左右的浅滩可能是古代海洋遗留下来的。

但是“凤凰”号将会寻找已经存在10万年的液态水的证据，现如今，干涸的火星表面没有液态水，“凤凰”号的任务就是探测地下冰是否已经融化，创造了更为潮湿的环境。科学家一般认为，融化的冰水以及有机物质和稳定热源是生命存在的三要素。为了避免“凤凰”号无意之中将地球有机物带到火星，技术人员在准备探测器发射时必须多加小心。“凤凰”号已经过干热处理和精确清洗，使其表面微生物数量降至最低。另外，作为防污染的举措之一，它的机械臂还被封存于特殊材料之中。

造价只是孪生探测器的一半

“凤凰”号探测器是美宇航局“侦察”计划的第一个任务，即利用小型太空探测器研究火星的计划。“凤凰”号由美宇航局下属喷气推进实验室负责管理，造价4.2亿美元，几乎是造价8.2亿美元的“机遇”号和“勇气”号的一半，这两个孪生探测器于2003年发射，目前（09年）仍在火星上漫游。“凤凰”号探测器的名称有着特殊含义，美宇航局希望它能在以前任务失败的基础上，完成凤凰涅磐般重生。

主要使命完成后变身气象站

人类对火星的探测并非一帆风顺。1998年发射的“火星气候探测器”因洛克希德・马丁公司和美宇航局在度量单位上出现错误，结果在靠近火星时被烧成灰烬。而美宇航局次年发射的“火星极地着陆器”在火星南极点着陆时，因火箭发动机提前关闭，从此下落不明。这两个探测器的残骸迄今尚未被发现。“凤凰”号探测器由洛克希德・马丁公司制造，携带了类似于“火星极地着陆器”探测任务所搭载的一些科学仪器。据喷气推进实验室项目主管巴里・戈尔茨坦介绍，工程师们在过去四年对“凤凰”号进行了严格测试，“以将这套系统可能遭遇到的一切故障提前排除。”如果“凤凰”号能顺利完成其主要探测任务并幸存下来的话，随后它将变成一个气象站，用于收集有关火星大气层的数据。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -探测工具

一、机械挖掘臂。它长达2.35米，可以垂直向下深挖到火星地表下半米处的土壤，并将样本递送到两部分析仪器中。

二、机械臂照相机。安装在机械臂末端的挖掘铲上，可以拍摄土壤以及土壤中冰的特写图像。

三、热量和释出气体分析仪。它可将土壤样本放在一个微型烤箱中加热，并测量随着温度上升，样本中水蒸气、二氧化碳及挥发性有机物的变化。

四、显微镜以及电化学和传导性分析仪器。显微镜主要用于分析矿物颗粒样本，它的分析细度可达到一根头发的千分之一。电化学分析仪用于分析一些化学特性，如是否有溶解的盐分存在、土壤酸碱度等。位于机械臂上的传导探测器则可以检查土壤的热量及电传导特性。

五、立体照相机。绑在“凤凰”号的一根桅杆上，可拍摄着陆点地形的高清晰度、彩色、立体图像。

六、气象站。由加拿大宇航局提供，它可以监测火星大气层的尘埃、温度等变化。

七、火星降落成像仪。可在着陆时动态拍摄火星着陆位置的地质情况。此前的火星探测结果表明，这颗红色星球如今虽然干燥、贫瘠，但远古时期很可能遍布河流与海洋。科学家相信，火星上很可能有过某种形式的生命存在。“凤凰”号项目专家希望能在火星北极寻找到有价值的新线索。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -关键过程

发射升空

“美国发射联盟”的德尔塔2型火箭的一台主发动机和两个微调推进器在发射前一刻启动。6台地面起动的捆绑式固体火箭发动机在T-0点火，“凤凰”号火星探测器开始发射。
T+01分03秒1

地面起动固体火箭发动机燃烧

这6台由阿联特技术系统有限公司生产的地面起动固体火箭发动机的推进剂耗尽并燃烧。
T+01分05秒5

空中启动地面起动点火

绑在德尔塔2型火箭一级段的剩余三个固体火箭发动机点火。
T+01分06秒0

丢弃地面起动固体火箭发动机

6台燃料耗尽的地面起动固体火箭推进器以3个为一组丢进大西洋。
T+02分11秒5

丢弃空中起动固体火箭发动机

燃料用尽之后，3个完成使命的空气启动固体火箭推进器向大西洋方向弹射出去。
T+04分23秒3

主发动机熄火

在消耗完RP-1燃料和液氧之后，RocketdyneRS-27A一级段主发动机关闭。微调发动机不久之后也熄火。
T+04分31秒3

一级火箭分离

德尔塔火箭一节段完成使命，现在开始分离。它将落入大西洋。
T+04分36秒8

二级火箭点火

一节段火箭丢弃之后，德尔塔火箭二节段接过接力棒。AerojetAJ10-118K液体燃料推进发动机第一次点火加热，推动“凤凰”号探测器继续向高处飞行。
T+05分03秒0

丢弃有效载荷整流罩

安装在德尔塔2型火箭上、用于保护“凤凰”号探测器的直径9.5英尺的有效载荷整流罩在上升期间一分为二。
T+09分20秒5

二级火箭第一次熄火

二节发动机在以28.5度倾角到达86.4X96.5海里的轨道之后关闭，完成其第一个发射点火任务。德尔塔2型火箭及绑在其上的“凤凰”号探测器现在处于二节火箭重新点燃之前的滑行阶段。
T+73分47秒2

二级火箭重新启动

德尔塔2型火箭的二节发动机再次点燃，使有效载荷加速飞行。
T+76分02秒3

二级火箭第二次熄火

在以28.5度的倾角到达87.7X13,128.1海里的轨道之后，二节火箭完成使命关闭。在接下来的一分钟，德尔塔2型火箭一侧的微型推进器将会被点燃，推动“凤凰”号准备好同二节火箭分离。
T+77分05秒5

二级火箭分离

液体燃料推进的二节火箭与德尔塔2型火箭的剩余部分完全脱离。
T+77分42秒8

三级火箭点火

Thiokol公司的星辰-48B型固体燃料三节发动机点火，驱动“凤凰”号探测器离开地球轨道。
T+79分10秒3

三级火箭熄火

在耗尽所有液体推进剂之后，三节火箭燃烧，“凤凰”号探测器发射顺序的动力阶段完成。
T+84分10秒3

美宇航局“凤凰”号探测器同三节火箭分离，开始向红色星球飞去，为期9个月。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -确认火星有水

2008年7月31日，美国航空太空局科学家宣布:凤凰号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生，从而确认火星上有水存在。凤凰号火星探测器项目的一些科学家也认为，在探测器火星着陆时，传回地球的图像显示出有液体喷溅到凤凰号着陆支架上；那些液体珠串就是液态的水。但是，凤凰号火星探测器项目的其他科学家则认为，从火星传来的图像模糊，不足以确定那就是液态的水。

出现在浅表层下的刨冰

在2008年6月19日，NASA宣布由机器人臂掘开的"渡渡鸟金发状毛莨"内，被切成方块大小丛集的明亮物质，经历四天就蒸发掉了，强烈的暗示它们是由刨冰组成的，因为暴露在外而升华了。虽然干冰也会升华，但在目前的条件下他会以比观测到的更快的速度进行。

在2008年7月31日，NASA宣布，就如同在2002年由火星奥德赛轨道船的预测，凤凰号证实了火星上出现的是刨冰。ㄧ个新的样品在最初的加热程序中，当样品的温度达到0 °C时，TEGA（热与蒸发气体分析仪）的质谱仪侦测到了水蒸气液态的水在火星低压的表面是不可能存在的，只有在最低海拔处可能存在很短的时间。

由于凤凰号的状况良好，NASA宣布在2008年9月30日之后继续资助他的运作。科学团队希望能确定是否有足够的刨冰可以解冻供应生活上的需要，以及这些冰中是否含有生命所需的其他物质与化学成分。

另外，在2008年和2009年初，NASA内不在争论凤凰号登陆时出现在着陆脚架上呈雾状聚集的小滴是否是水滴。由于在凤凰号的科学项目中缺乏公众的与论，这个问题从未出现在NASA的任何新闻报道中。

一位科学家指出，登陆艇为保持平衡的盐水袋可能在登陆时被加速器飞溅到登陆艇的脚架上，这些盐份会吸收大气中的水蒸气，这可以解释水蒸气如何在44天的火星日当中，在火星温度下降的过程中如何慢慢的蒸发。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -首次发现火星下雪

美国航空航天局(NASA)于2008年9月30日公布了凤凰号火星探测器的最新科学成果。凤凰号上一个用来收集火星大气层和火星表面相互作用的激光设备已经探测到火星降雪，降雪来自凤凰号着陆点上空大约四千米的火星云层，数据显示降雪在到达火星表面前已经气化。负责凤凰号气象检测系统的加拿大约克大学教授吉姆・怀特威说，火星上下雪的景观从来没有被发现过，科学家未来将寻找可能降落火星表面的降雪。除了首次发现降雪，凤凰号还找到了火星上存在碳酸钙和粘土的线索。碳酸钙是石灰石的主要成分，在地球上，绝大部分碳酸盐和粘土只有在液态水的作用下才能形成。

这些证据来自凤凰号上的热力与释出气体分析仪(TEGA)及电化学传导性显微镜分析仪(MECA)。凤凰号采集到的火星土壤样本被装入“热力与释出气体分析仪”进行加热，结果释放出无色气体，经质谱仪分析，这种气体就是二氧化碳，而且释放气体的温度与大家熟知的碳酸钙释放二氧化碳温度一致。通过电化学传导性显微镜分析仪检测，发现土壤样本中钙的浓度与碳酸钙缓冲液的钙含量一致。此外，通过凤凰号上的原子力显微镜分析，土壤中有一些表面光滑的微粒，这些微粒与粘土十分相像。截至二十九日，原计划运转三个月的凤凰号火星探测器已经工作了一百二十七天。因火星公转的原因，凤凰号着陆点的太阳照射越来越少，随着太阳能的逐步衰减，凤凰号的活动将逐渐减少。科学家表示，十月底，因为电力不足，机械臂将停止工作，预计今年底凤凰号将停止运转。在能量耗尽前，科学家将尝试开启凤凰号上的麦克风，期望记录下来自火星的神秘声音。

凤凰号火星探测器_美国凤凰号火星探测器 -寿终正寝

设计寿命只有3个月的“凤凰”号一直工作了5个多月，冬季来临时，太阳能电池板供电能力骤降，“凤凰”号最终于2008年11月进入休眠状态。

美国国家航空航天局2010年5月24日正式宣布“凤凰”号火星探测器“寿终正寝”。

2008年5月25日，“凤凰”号探测器在火星北极附近区域着陆，原定任务期3个月，后又延长了两个多月。在长达5个多月时间里，“凤凰”号在火星北极地区开展大量探测活动。

作为唯一在火星北极冰原登陆的探测器，“凤凰”号证实在火星冰原土壤中有水存在。另外，它还探测到火星上有高氯酸盐的存在痕迹。高氯酸盐是一种广泛分布在智利沙漠中的化合物，是地球上一些微生物的食物来源，也是火箭燃料的组成成分。

由于当初设计时没有考虑火星冬季的严寒气候，冬季来临时，“凤凰”号太阳能电池板供电能力骤降。2008年11月，“凤凰”号与地面失去联系。科学家随后多次尝试“联系”探测器，均未成功。

美国航天局“奥德赛”号火星探测器今年以来曾200多次飞越“凤凰”号所处区域上空，试图与它“取得联系”。随着上周火星气候回暖，美国航天局探测器再次作出尝试，仍未接受到任何信号。

本月初，“侦察”号火星探测器传回的图片显示，“凤凰”号的影子出现变化，验证了科学家先前猜测：厚积在探测器上的大量干冰折了太阳能电池板。

“凤凰”号是美国航天局首个通过微博客“推特”与公众展开“交流”的探测器，博客内容由航天局喷气推进实验室公共关系办公室发布。

当天，“凤凰”号的“推特”网站上出现这样一句话：“在火星上睡个好觉，凤凰。一个篇章结束，但你传回的科学（数据）将书写出更多期待。”

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