一项任务中的地面与轨道观测
海盗2号又译维京2号,是美国国家航空航天局(NASA)海盗计划的第二艘火星探测器,由轨道器和着陆器组成。任务把地表取样、气象与生命迹象调查,同轨道上的地形、水汽和温度观测结合起来,既研究具体地点,也观察整个行星。
兰利研究中心负责总体管理,喷气推进实验室负责轨道器;项目经理詹姆斯·马丁、主要任务主任托马斯·扬和轨道器科学家康韦·斯奈德支持了成像系统的研制。飞行操作和数据分析人员在加利福尼亚州帕萨迪纳工作,经金石、堪培拉和马德里地面站接收数据、发送指令。
1975年发射,1976年重新寻找落点
海盗2号原称Viking-A,本来计划先发射,因电池问题需要修理而调换顺序。1975年9月9日,它由泰坦III型—半人马座火箭从卡纳维拉尔角41号发射场起飞。漫长巡航期间,轨道器为着陆器供电,并承担姿态保持、通信与检查工作。1976年8月7日,组合体进入火星轨道。
预定落点没有照搬到最终飞行程序中。早先抵达的海盗1号拍摄了第二艘探测器的候选着陆区,发现地形过于崎岖。为寻找安全地点,轨道成像覆盖了火星北纬40至50度带内近一半的区域,最后选中乌托邦平原。海盗2号在抵达后继续检查落区,9月3日完成着陆;成像团队的任务表记录着陆时刻为世界时22时37分50秒。
乌托邦平原没有预想中平整
落地后的全景图出乎团队意料。根据此前轨道资料,研究者曾预计周边有较厚的砂质覆盖,着陆器相机却显示大量石块与巨砾。地平线在全景中明显下弯,其中一部分是着陆器机体倾斜造成的成像效果,不能直接解释成真实地面的大幅起伏。
NASA在1977年的成果报告中比较了两个落点:海盗2号周围岩石较多,外观较为一致,许多带有气孔;附近没有看到海盗1号落区那样的露出基岩与波纹状沙丘。浅沟相互连接成多边形,其中一条经过着陆器旁。这样的差异使两个地点的观测具有比较价值,而不是把第一处着陆区简单视作整个火星的样本。
能工作的地震仪与风噪声
海盗1号地震仪未能正常展开,海盗2号的仪器则工作了约19个月,给研究者提供了不同于图像和土壤化学的数据。问题在于,地震仪安装在着陆器机体上,风吹动机体及机械活动也会产生振动,许多记录因此不能直接用于寻找火震。
1981年的最终报告统计,适合探测地震、噪声较低的数据约有2100小时,只占总工作时间的16%。第80个火星日出现了一个候选事件,但事件附近20分钟内缺少风速测量,阵风解释仍不能排除。团队由此提出,今后的地震仪应与着陆器活动及风造成的干扰隔离;这项工程经验同样是任务的实际成果。
参考:[4]
轨道器转向极地
着陆之后,海盗2号轨道器继续改变轨道,扩大观测范围。1976年9月30日,轨道倾角增至75度;12月20日又增至80度,同时把近火点高度降至800公里。较高倾角使相机能够靠近高纬地区,而近火点所在的北半球获得了更细致的影像。
《海盗轨道器所见的火星》中的极地图像全部来自2号轨道器。其中一幅北极拼接图由约300张照片组成,显示弧形分布的无霜暗带,以及外围的沙丘带。裸露坡面上的层状沉积也变得可辨认,研究者据此讨论风成物质与挥发性物质累积如何保存过去的气候变化记录。
参考:[1]
两个部件在不同时间结束工作
生命探测实验没有给出确定发现生命的结论。海盗2号的结果与1号相近,土壤中的化学反应可能模拟部分生物过程,必须同其他分析一起解释。任务的价值因而还包括地质对比、极地影像及仪器工作条件的长期记录。
轨道器与着陆器的寿命并不相同。成像团队报告记载,2号轨道器在返回近1.6万张火星及卫星照片后,于1978年7月25日关闭;着陆器则继续工作到1980年4月。从1975年发射、1976年入轨和着陆,到两个部件先后停止工作,这是一项分阶段延长的观测任务。