第5章 20世纪中后期到21世纪之初人类对火星的探测（二）

　　就在俄罗斯大帝国发射火星1A号、火星1B号、火星1962A、火星1969A号、火星1969B连连失败后，美利坚合众国却连续发射水手系列号取得成功。俄罗斯大帝国虽然着急得眼睛喷火，但是却非常的无奈，但是俄罗斯大帝国不会服输，仍然鼓起勇气直追。经过周密的准备，1971年5月10日，“宇宙419号”发射升空，这颗探测器可以说是承载了很大的希望，人们普遍认为，“宇宙419号”将成为第一个火星轨道器。但最终还是事与愿违，由于第四阶段点火定时器设置错误这样一个微小的失误，“宇宙419号”于两天后坠入地球大气层。
　　宇宙419号发射的失败，对整个俄罗斯大帝国引起巨大震动。原来在“宇宙419号”发射的前一天1971年5月9日，美利坚合众国“水手8号”登上奔赴火星的大火箭，计划进入环绕火星轨道，并返回照片和数据。结果，发射365秒后，火箭引擎熄火，最终坠落在大西洋中。
　　“水手8号”发射失败后，仅仅过了21天，1971年5月30日22时23分04秒，美利坚合众国水手9号圆满成功。"水手9号"飞船沿火星外层空间轨道飞行，成为火星的第一颗人造卫星，环绕火星轨道进行长期考察。"水手9号"经过一年多的飞行，直到1972年10月27日耗尽能源后坠入火星大气中。水手9号的绕火星成功运行，成为人类探测活动的重要一步。
　　让我们继续看20世纪中后期到21世纪之初人类对火星的探测活动。
　　1971年5月10日16时58分42秒，俄罗斯大帝国发射宇宙419号失败。宇宙419号是俄罗斯大帝国拉沃契金科研生产联合体研发的火星轨道环绕器。人们普遍认为，这艘太空船发射的主要目的是超越两天前发射的水手8号，而成为第一艘火星轨道飞行器。这艘飞船与后来的火星2号任务中的轨道器部分相似——一个3米高的圆柱形航天器，两侧各有两块太阳能电池板，两个大型碟形天线，安装在火箭和燃料箱上。它携带了一个由法国提供的测量太阳辐射的仪器。
　　1971年5月10日，宇宙419号搭载质子K火箭从拜科努尔航天发射场进入轨道倾角51.4度的低（174公里×159公里）地球停泊轨道。但由于点火计时器设置不当，轨道逐渐衰变，于1971年5月12日再次进入地球大气层。发射失败。
　　M-71P是俄罗斯大帝国新一代更具能力的行星探测器型号，它搭载强大的质子-D运载火箭。M-71P高约4.1米，发射总质量为4650公斤，是行星探测器中的“巨无霸”。在发射宇宙419号之前，科学家们曾经决定发射三枚M-71火星探测器，第一个用于获取足够精确的火星星历表，并成为第一个火星轨道环绕器。后两个则用于火星着陆。
　　M-71P的核心是一个直径为1.8米的圆筒，里面装着飞船KTDU-425发动机所需的一公吨推进剂，用于航向修正和轨道插入。航天器底部安装了一个直径2.3米的加压环形设备，其中包括所有关键的电子系统，如通信设备、计算机控制系统、遥测系统和一些实验电子设备。除了一对跨度5.9米的太阳能电池板和直径2.5米的抛物面高增益天线外，飞船外部还安装了各种导航传感器和实验装置。在M-71P的顶部是一辆重1210公斤的着陆包。它由一个直径3.2米的壳体和一个635公斤重的着陆器组成，上面有一个降落伞和火箭包。其外形如图片所示：
　　美利坚合众国的行星际飞船依靠控制器上传的详细指令，根据地面上处理和分析的最新导航和星历数据，进入围绕目标的轨道。M-71飞船也可以在这种模式下运行。或者作为更优方案，它可以使用一个高度复杂的自主导航系统，该系统依靠来自各种机载传感器的输入，结合航天器计算机内存的最新星历数据，自动修正其进近路径，将接近目标的飞行器弹射到正确的轨道上，然后启动KTDU-425发动机进入登陆轨道。这个复杂的导航系统不仅控制了飞船，而且还控制了质子运载火箭的D模块逃逸级。在这个过程中，它将飞船从地球停泊轨道送往火星，并比人工控制节省约167公斤的质量。这个系统远远领先于美利坚合众国的科学家们和他们的行星飞船所做的一切。
　　然而，俄罗斯大帝国的工程师和科学家还没有足够精确的火星星历表来确保他们的M-71任务成功。为了解决这个问题，M-71计划还包括了第二种被命名为M-71S的航天器变型（S代表“人造卫星”）。与M-71P的设计不同，重达4549公斤的M-71S没有携带着陆器。取而代之的是，它在太空船加长的3米长的圆柱形核心中，装载了两公吨的推进剂。它的主要任务是在高能轨道上发射，该轨道将到达火星，且比M-71P飞船提前几周进入。与M-71P相比，M-71S需要携带更多的推进剂。跟踪M-71S在环绕火星的轨道上运行，将使苏联的工程师和科学家能够得出一个改进的火星星历表，从而增加M-71P航天器更准确地进入火星轨道并部署着陆器的可能性。这种方法的另一个好处是，M-71的飞行会比美利坚合众国的水手8号和水手9号飞船的速度要快，这使得俄罗斯大帝国能够首先获得另一个成就：第一艘环绕另一颗行星轨道的航天器。宇宙419号就是一个M-71S型探测器。
　　1971年5月10日，宇宙419号搭载质子K火箭从拜科努尔航天发射场进入轨道倾角51.4度的低（174公里×159公里）地球停泊轨道。不幸的是，在1971年5月10日发射后，M-71S导航系统的定时器出现了一个低级编程错误：原本设置的1.5小时后点火被写成了1.5年后点火。飞船及其D模块逃逸级只能在地球轨道上搁浅。宇宙419号的轨道两天后就衰减了。1971年5月12日，探测器再次进入地球大气层。没有了M-71S提供的导航数据，采用M-71P的火星2号和火星3号只能依靠它们新的自主导航系统精确部署着陆器并进入火星轨道。1971年5月19日16时22分44秒，俄罗斯大帝国火星2号失败。
　　接下来，俄罗斯大帝国于1971年5月28日15时26分30秒发射火星3号。火星3号由质子-K/D组级运载火箭发射，于1971年12月成功登陆在火星地面。火星3号与火星2号是同一系列的探测船，都拥有1组轨道船与登陆艇。
　　1971年5月，火星3号探测器成功发射，火星3号登陆器跟火星2号一样，是一个科研奇迹。但在下落过程中遇到一场尘暴，导致火星2号登陆器失败，但还是在1971年12月2日成功降落在火星上面的一处高地上。但是在火星3号登陆器开始首次照相扫描20秒后，它的视频信号突然消失了，永远地失去了与地球的联系。火星3号探测器也以失败而告终。
　　俄罗斯在后来的几次发射获得一定的成功后，1973年，一组4个火星探测器又发射升空。1973年7月21日升空的"火星4号"，于1974年2月10日飞到距火星2200千米处，由于制动系统故障，未能进入火星轨道。7月26日上天的"火星5号"，于1974年2月12日进入火星轨道，向地面发回火星表面照片，但很快停止工作。8月5日"火星6号"出发，到1974年3月12日在火星表面着陆，但着陆1秒钟后与地面通信中断。8月9日"火星7号"启程，于1974年3月9日从距火星1300千米处掠过，降落装置发生故障，去向不明。由于火星探测连连受挫，前苏联暂时中断了这项计划。
　　火星4号探测器是俄罗斯大帝国发射的火星探测器，于1973年7月21日在拜科努尔航天发射场成功发射，并于1974年2月10日15时34分（UTC时间）从火星1844公里处飞过。火星4号携带有两套电视成像系统，并搭载了莱曼-阿尔法探测仪用于探测氢气、磁场探测器、离子传感器、红外辐射计、射电望远镜偏振探测器等。
　　“火星4号”携带了一大堆科学仪器，可谓雄心万丈，但最终未能成功脱离地球轨道，连地球都没成功出去，任务还是以失败而告终。“火星5号”还可以，1974年2月12日顺利到达火星，并成功地在9天时间中绕火星飞行了22圈，传回了大约60张图片，也取得了一系列科学成果，比如测得火星地表最高温度为272K，也就是-1℃左右，还在火星大气40km处探测到一个臭氧层，其密度相当于地球臭氧层密度的1/1000。另外，“火星5号”还推测火星存在一个微弱的磁场，强度约为地球磁场的十万分之三。只可惜“火星5号”没能续太久，最终因发射器增压故障而停止工作。
　　“火星6号”的目标更大，不仅要绕火星飞几圈，还打算着陆火星，在1974年3月12日，“火星6号”发射成功，实现了在火星上着陆，并在着陆过程中对火星大气进行了观测，但可惜的是，着陆后仅1秒钟，“火星6号”的信号便中断了。紧随其后的“火星7号”也打算着陆火星，但由于着陆器发生故障，最后坠毁了。