美国的深空探测

在深空探测方面，美国拥有世界领先的技术和装备，特别是宇宙飞船、天文观测和深空探测器方面。例如，哈勃空间望远镜是以天文学家哈勃为名、在轨道上环绕着地球的望远镜。它于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉X射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分。目前，哈勃望远镜的最大问题是衰老和维修，计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作到2013年。如果成功了，后继的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)应该已经发射升空，可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过哈勃，但将只观测红外线，因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能。另外，“勇气号”火星车是美国用于探测火星的深空探测器。2004年1月4日，经过半年多的孤独飞行，“勇气号”终于成功登陆火星，和随后赶到的兄弟“机遇号”一同开始了探测火星之旅，由美国设计的“勇气号”和“机遇号”是迄今为止最先进的火星探测器，其工作时间已经远远超出了设计寿命，它的探测结果在9分钟后就能传到地球，是人类迄今为止对火星的最透彻的探测。

　　40多年来，美国先后发射了数十个深空探测器，已经把八大行星全探测过了。其中，“水手4号”、“信使号”探测了水星；“麦哲伦号”探测了金星；“海盗1号”、“海盗2号”、“勇气号”、“机遇号”、“凤凰号”等探测了火星；“先驱者10号”、“先驱者11号”、“旅行者2号”、“伽利略号”探测了木星；“旅行者2号”、“卡西尼号”探测了土星：“旅行者2号”探测了天王星和海王星；目前，美国的“新地平线号”正在飞向冥王星的途中。所以，太阳系的所有大行星，美国的探测器都登陆或飞掠探测过了。

　　美国深空探测的目标是考察太阳系内的天体和行星际空间环境，重点是月球和火星，其次是金星、水星、木星和土星。1958-1968年间先后用“先驱者”号探测器等考察了月球，包括拍摄月面照片和分析月球土壤，为实现载人登月提供了科学资料。1962年发射的“水手2号”和1967年发射的“水手5号”先后在离金星35000千米和7600千米处掠过，测量了金星的大气密度和表面温度。1972年3月2日和1973年4月5日发射的“先驱者10号”和“先驱者11号”分别掠过木星，探测了木星的辐射带和大气层，拍摄了木星极区的照片。“先驱者10号”于1986年穿过冥王星的平均轨道，成为飞离太阳系的第一个航天器。

　　此外，“旅行者1号”在考察完土卫六后，完成了它的使命并于1988年11月离开太阳系，飞离地球110亿千米，成为迄今为止离地球最远的航天器，它目前仍在高速飞行，正在向太阳系边缘前进。“旅行者2号”也于1989年10月离开太阳系，朝天空中最亮的恒星——天狼星飞去。

　　两个“旅行者号”探测器肩负着寻访地外文明的历史使命，它们各带有一套反映人类状况的镀金铜质声像片和一枚金刚石唱针，放在铝制盒内，可保存10亿年左右。声像片的116幅照片和图表基本上反映了全人类的生活、文化、艺术、科学技术以及地球环境、自然界各种现象的概貌。录音带上有55种语言的问候语和各种自然现象的声音以及27首世界名曲的录音。它们作为地球的使者，漫游于茫茫宇宙，期待有一天能与地外文明相遇。

　　1994年1月21日，美国的“克莱门汀号”探测器在对月球南极进行探测时，首次发现月球南极可能存在水的直接证据。1998年1月7日，美国发射了“月球勘探者”环月探测器，它的主要任务是寻找月球上的水。它携带的中子谱仪的探测数据表明，月球南北两极可能存在凝结的水冰。“月球勘探者号”完成绕月探测使命后，高速撞向了月球上可能存在水冰的区域，以便通过巨大撞击能量产生水汽云，以进一步证明水的存在，但最终地球观测站和太空中的望远镜都没有观测到期待中的水汽云。为发现火星上的水资源，迄今为止美国、苏联都发射了近30个火星探测器。1996年美国发射的“火星探路者”在火星上放出一个叫“漫游者”的小机器人。它边移动边观察周围景物，并对岩石做频谱分析。它所拍的照片显示火星在远古时代的确发生过特大洪水。

　　美国航空航天局(NASA)于2003年发射两部火星探测器“勇气号”和“机遇号”，2004年降落在火星表面后一直漫游至今，主要目的是要探测火星表面是否曾经有水，以证明火星环境适合生存。NASA的科学家认为，火星上的小山坡与火山口显示：火星上曾有过大量流动水留下的痕迹。两部探测器上都装有相机，可以拍下360度的照片。其中“勇气号”于2007年底在火星一处低地顶部拍下了多张广角照片传回地球，有一张照片的左方出现了仿佛是人的物体。

　　21世纪初，美国、俄罗斯、欧盟各国、日本以及印度等国家或地区纷纷出台了一系列新的深空探测发展战略和相应的规划。为了实现这些战略和计划，首要之举就是突破关键技术。主要包括各种新型轨道设计与计算技术、结构与机构技术、热控技术、自主导航与控制技术、推进技术、能源技术、测控通信技术，此外还有核能等新型航天驱动力技术、高灵敏度探测设备和太空基地建设技术等。这些技术将是美国深空探测技术的革命性突破。一旦这些技术成熟，人类将从目前所能探测到的太阳系范围，向太阳系外部拓展。另外，最近美国贝勒大学两名物理学家还表示，未来的太空飞船可在周围形成一个时空气泡，并在它的帮助下以超光速速度飞行。科学家称这种超光速飞船要在遥远的未来才可能出现，并且需求助于暗能量，这是隐藏在宇宙不断扩张背后的神秘能量，能够在不违背物理学原理的前提下为飞船提供超级动力。贝勒大学的这位物理学家说：“这无疑是一个巨大的能量。我们仍需要相当长时间才能让产生如此巨大的能量成为可能。”超光速旅行是爱因斯坦梦寐以求的事情，但从目前来看，这还不过是一个令人憧憬的科学幻想。

　　

　　[责任编辑]林京