为何各国都热衷于探测火星呢？
地球有两个重要的邻居，金星和火星。金星已经被证实其环境对人类非常恶劣，表面温度常年超过460摄氏度，气压是地球90多倍，而且空气中充满各类有毒的硫化物。而火星是地球上人类可以探索的距离较近的行星之一。大约40亿年以前，火星与地球气候相似，也有河流、湖泊甚至可能还有海洋。从长期来看，火星现在仍然可能存在水资源（通过探测现已被证实），重力是地球的40%，通过合理改造有希望成为未来人类可以驻留的地外生存空间。在火星上寻找历史上曾经有过的生命的化石，这也是行星探测中最激动人心的目的之一。
图|科幻电影《火星救援》剧照
图|火星居住艺术概念图（来源：NASA）
另外不知是什么原因使得火星变成现在这个模样，探索火星的气候变化的原因，对保护地球的气候条件具有重大意义；火星有一个巨大的臭氧洞，太阳紫外线无遮拦地照射到火星上，研究这有助于了解一旦地球的臭氧层消失，将会产生什么严重的后果。火星探测还是许多新技术的试验场地，这些技术包括大气制动、利用火星资源产生氧化剂和燃料返程、遥控自动技术和取样远程通讯等。
观测和探测历史
苏联、美国、欧洲、日本、印度等国家之前已发射数十艘太空船研究火星表面、地质和气候，包括轨道卫星、登陆器和漫游车。但总计大约有三分之二的任务在完成前或者才要开始时就因种种原因而失败，因此火星也被称为“航天器的墓地”。
上古时期，人类就已经知晓火星的存在了，尤其是古巴比伦人和古埃及人：火星肉眼可见，而且是天空中颜色最红的一颗星，像其他所有行星一样，火星围绕太阳运行，自东向西在由固定的恒星组成的星座间穿行。古希腊人还把火星和无秩序，以及和战神阿瑞斯联系起来，而古罗马神话中把战神叫做玛尔斯，也是现在火星的英文名Mars的来源。
图|美国MRO号轨道器捕捉到的“龙”形地貌（来源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona）
1610年，伽利略·伽利莱使用史上第一台天文望远镜观测了火星。他在给卡斯泰利神父写的信中写道：“我不太敢相信我看到了火星的相位，虽然如此，如果我没弄错的话，我相信我已经看出它并不是完美的圆形了。”
1962年，苏联发射了第一颗火星探测器“火星一号”，但它在距离地球一亿多千米的地方与地球失去了联络。不过这颗探测器仍然创下了当时星际通信的最远距离的纪录。1971年，苏联发射火星2号探测器，最终成功进入火星轨道。
图|火星上的日落（来源NASA/JPL-Caltech）
美国对火星的探测稳中求进，后来居上。美国第一个成功探测火星的任务是其在1964年发射的第二个火星探测器（水手4号），它成功稳定进入火星轨道并在距火星表面近1万公里的海拔高度拍摄到有史以来第一张关于火星的照片，还对火星周围的粒子进行了探测研究。
人类第一次实现火星的成功软着陆是1976年9月美国的“海盗一号”，除此之外，它还成功向地球发送了火星表面照片和大气土壤的研究分析结果。
图|美国“奥德赛”探测器发射（来源NASA/JPL-Caltech）
图|“奥德赛”探测器（来源NASA/JPL-Caltech）
本世纪初，美国的火星“奥德赛”探测器、“机遇号”和“勇气号”火星漫游车、“勘测号”轨道飞行器、“凤凰号”、“好奇号”等都非常成功,它们分别主要探测火星表层构造以及辐射环境，收集各类信息以证明是否存在过水，以及对火星北极地区展开勘测，寻找火星上的生命元素。
其中，在2008年，NASA的“凤凰号”火星探测器首次发现火星土壤中有水。随后2013年，NASA的“好奇号”火星探测器发现了火星土壤中有大量的水存在，显示火星有足够的水资源供给未来移民使用。
图|美国土壤取样（来源NASA/JPL-Caltech）
欧洲在火星深空探测上起步较晚。2003年，欧洲空间局（ESA）发射了火星“快车号”探测器，这是欧洲第一个探测类地行星的空间任务，其轨道器运行正常，其着陆器“猎兔犬2号”却由于未能与地球取得通信联络而失联了。不过探测器“快车号”运行正常，并在火星上发现了黏土等大量的科学发现。
图|欧洲“快车号”拍摄到的Korolev火山口（来源：ESA/DLR/FU Berlin）
2011年11月8日，我国首枚火星探测器“萤火一号”和俄罗斯的“福布斯-土壤”卫星一起搭载于俄罗斯火箭成功发射，但遗憾的是随即被宣布由于未能按计划实施变轨而任务失败。两个月后两颗探测器再入地球大气，在太平洋上上空烧毁。
2013年11月印度通过极地火箭PSLV-C25发射火星探测器“曼加里安号”，并在2014年9月成功进入火星轨道。本项任务是印度的首个行星际探测任务，其成功让印度ISRO成为继俄罗斯RSA、美国NASA、欧盟ESA之后第四个成功进行火星任务的太空机构，并达到了印度政府的预期目标——成为亚洲第一个成功进行火星任务的国家。但印度发射的火星探测器，创造了一个纪录——史上最便宜的火星计划（费用大约为7500万美元）。
图|2018年美国发射“洞察号”（来源NASA/JPL-Caltech）
2018年6月6日，NASA宣布，“好奇号”在火星的古老湖床的岩石里，发现有机物质，这可能对寻找生命给出重要线索。
作者简介
石志鸿，华中科技大学天文系硕士研究生，主要研究方向为黑洞X射线双星。
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编校：吴庆文 许文龙
文章编号：华中大天文200806B
