上次我們算是一口氣講完了金星探測，接下來我們還是繼續迴歸時間線，接下里該講美國的海盜號火星探測器了。我們習慣是翻譯成海盜號，其實這個名字的本意是北歐的維京人，取這個名詞是為了強調北歐維京人的探索精神。對我們來講，其實航海家跟海盜沒啥區別。我們習慣上就稱為“海盜號”。

海盜號的執行也是由大名鼎鼎的JPL負責的。大家都知道，這幾天加州正在鬧山火，燒得挺厲害，噴氣推進實驗室（JPL）剛好就在著火的範圍內，官方網站上發出了緊急通知，大家全都撤離。要知道，火星上的毅力號探測器等等一系列任務都還在執行，都要靠噴氣推進實驗室進行管理。現在這些任務都已經轉移到了備份設施。但是還有很多過去的資料和資料是搬不走的。有很多原始資料都是磁帶，或者是紙質的記錄，還有不少膠片。如果JPL的總部真的被一把大火全燒了，這些過去的資料遺產也就化為灰燼了，這還真是挺可惜的。

我看到官網釋出訊息的時候，大火距離JPL還有幾百米，隔著一條河。估計是夠嗆，祝願他們好運吧。

蘇聯的火星系列探測器也曾經嘗試扔下一個著陸器，但是，蘇聯人運氣實在是不好，偏巧火星是上在刮沙塵暴呢。那也沒辦法，著陸器必須按照原計劃雷打不動的扔下去。這個程式從一齣發就已經寫死了。蘇聯人的火星探測器和金星探測器其實是大同小異，流程差不多。著陸器在飛往金星的途中就已經分離了，然後著陸器和環繞器就是各走各的，你去著陸，我去剎車減速繞圈圈。

對金星來講，這麼做沒啥問題，因為金星上的天氣從頭到尾都是一個樣。但是你把這套流程轉移到火星著陸上就不對了，火星上是有天氣變化的。蘇聯人的一系列探測器都是走的這個流程，這就變成死磕死的了，一點靈活餘地都沒有了。

海盜號探測器

因此，美國人就接受了蘇聯人的教訓，海盜號就採用了擇機登陸的方式，先要找個好的著陸器地點，然後還得挑一個好的時機，而不是一去就著陸。當然，這就意味著，環繞器和著陸器先不分離，一起進入環繞火星的軌道待機而動，這就使得入軌的質量增加，而且用來剎車的火箭燃料也必須增加，探測器整體也就跟著變大了。必須用最新的大力神3號運載火箭+半人馬座上面級才能發射。大力神3號運載火箭幾乎就是為了NASA的這幾次重要的探測器任務而開發出來的。

大力神3號的第一次發射沒成功，渦輪泵有問題，不得不發出自毀指令。但是第二次發射就一切順利，成功的發射了一顆與西德合作的太陽神探測器。這顆探測器成了當時距離太陽最近的一顆探測器達到了0.29天文單位。這個距離比水星還要靠近太陽。

大力神3號火箭發射海盜1號探測器

到此為止，大力神3號已經變得穩定可靠，後續的海盜號、旅行者號等等一系列的探測器都是由它發射的。海盜號探測器分為兩部分，一部分是軌道器，一部分是著陸器。軌道器是個直徑2.4米的八邊形盒子，重量達到2.3噸。著陸器是個6邊型盒子，下邊有3條蘑菇腿，跨度達到2.1米，重量達到1.1噸。

著陸器有一個長達3米的機械臂，是專門用來挖土取樣的。肚子裡還帶有一隻生物實驗箱，別看它體積不大，那可是“麻雀雖小，五臟俱全”，裡面裝有一臺計算機、3個獨立的自動化學實驗室。

海盜號伸出機械臂

那個年代積體電路技術不是太強，這個探測器主要還是使用的是分立元件，前後用掉2.2萬個電晶體、電阻電容之類的元器件用掉了1.8萬個，另外還有超小型烘箱、太陽燈、過濾器等等，就是為了做化學成分的分析工作。

對了，為了保證海盜號著陸器能長期工作，這個探測器採用了核電池，並不依賴於太陽能電源。

美國人為了這兩個探測器，也算是下了血本了。其實海盜計劃本身也有點獻禮工程的意思。他們打算在1976年的7月4號那天登陸火星，那天剛好是美國的200週年大慶。為了製造這兩個探測器，NASA調動了有4~5千人，忙活了好幾年，臨近發射前的一兩年內，動用的人員多達1萬人以上，涉及到的製造公司前後有26家，投入的研製費用達9億多美元，還不包括兩次火箭發射的費用1億6千萬美元。可以說，美國人當時是真捨得花錢。

海盜號當時面臨幾個難題，首先是火星上的大氣層特別稀薄，只有地球的1%，你指望著完全靠降落傘實現減速，那是不可能的。你必須同時使用降落傘和反推火箭。而且這個著陸器還必須帶著防熱大底，別看火星大氣層稀薄，但是摩擦產生的熱量卻不得不防，這就是火星著陸最麻煩的地方。海盜號的著陸器不得不帶了一個直徑18米的巨大降落傘。

NASA1963年做的超音速降落傘實驗

接下來的問題就是著陸點如何挑選的問題了。既然要充分利用大氣層的厚度來減速，你落到高原上就不划算了，剛減速沒多長時間就落地了，必須找低地平原著陸才划算。

另外，最好找個沙塵少的地方降落，如果落地的時候掀起大片塵土，弄得自己灰頭土臉的也不行，美國人當時的資料來源，就是水手9號的雷達資料和拍攝的照片。大家費了半天勁，挑選了幾個著陸的地點，但是即便如此也不敢保證絕對有把握，比如說，你看著照片上，這塊地方挺乾淨的，一點塵土都沒有，但是你怎麼知道這個地方風速如何呢？著陸器落地的時候，風不能太大，容易被吹翻。如果這個地方沒有灰塵是因為風太大，把灰塵吹跑了，那麼這個地點依然不適合著陸。

當然，最好不要在火星的高緯度地區著陸，從火星上看地球，地球也像一顆普通的星星一樣，是會東昇西落的。如果地球落山了，著陸器就無法和地球通訊了。因此必須找個地球露臉時間足夠長的地區才行，中低緯度比較合適。

卡爾薩根和海盜號模型在做測試

當時美國人掌握的火星地表照片的解析度不高，一個畫素大概代表90米見方。這個解析度完全不足以分辨地形的細節，哪裡石頭多，哪裡石頭少，都是一筆糊塗賬。但是，這可以利用雷達資料來彌補。如果土很鬆軟，雷達反射率就低，如果土很硬，雷達反射率就高。著陸地點必須選不軟不硬的地方進行，土太軟了，著陸容易陷進去，如果土太硬了，打洞取樣有困難，地太硬挖不動。

最後，選來選取，海盜1號選了一個叫做克里斯平原的地方，這裡是幾條峽谷的交匯處，看樣子遠古時代這裡是有水的。海盜2號選擇的著陸點烏托邦平原也是一個過去有水的地方。說到底，科學家們還是希望能在火星上發現一點過去生命存在的跡象。這就是科學家們最大的興趣所在了。

海盜1號是在1975年8月20號發射升空的，海盜2號是在9月9號。為了指揮和控制海盜號，美國航宇局除動用了國內6座直徑26米的跟蹤天線外，還動用了設定在國內外的3座直徑64米的超大型天線，有800多人參與了這次行動。

經過10個月的長途跋涉，海盜1號在1976年6月19日進入環繞火星的軌道。眼看著就快到美國獨立200週年大慶的時間了。但是，地面測控人員發現過去選取的那個著陸地點不太理想。那幾條峽谷的交匯處，似乎不太合適。硬要降落下去，萬一栽了，那可就不是給美國獨立200週年獻禮啦，而是添堵嘛。不行，這事兒要慎重，所以，探測器在軌道上又多轉了半個月，最終選定了克里斯平原上的另外一塊地方。

就在1976年的7月20號這天，海盜1號釋放了著陸器，一頭衝進了火星的大氣層，在6.4千米的高度上打開了直徑18米的巨型降落傘，拋掉了防熱大底，晃晃悠悠的在天上飄了10分鐘，然後啟動反推火箭，扔掉降落傘，輕柔的落在了克里斯平原上。接下來嘛，加州帕薩迪諾的科學家們就沸騰了。他們為這個巨大的成功盡情地歡呼和擁抱。這些行為日後都會成為常規操作。

海盜1號發回的第一章照片

著陸40多分鐘後，海盜1號發回了第一批照片。第一張照片顯示出海盜1號的蘑菇腿穩穩當當的站在火星乾燥的土壤之上，大家算是徹底放心了。著名的科普作家卡爾薩根深度參與了海盜號的任務，當他看到第一批照片的時候，他非常的震驚，從黑白照片上來看，這地方簡直不像是在外星球，那裡的地形地貌看上去就是科羅拉多、亞利桑那或者內華達。那些岩石、飛沙，還有遠方的臺地，和地球別無二致。假如有個滿頭灰髮的考察隊員牽著頭騾子從沙丘後面走出，卡爾薩根甚至都不會覺得太驚訝。

科學家們發現當火星上氣溫只有攝氏零下4度，而且颳著每秒18米的陣風。後來看到合成好的彩色照片，火星天空的顏色和地球上完全不一樣，是一種漂亮的棕黃色，後來透過分析才知道這是空氣中塵土含量太高的結果。著陸點是一個比較低窪的地方，四周撒落著很多岩石塊。

海盜1號發回的環境圖

接下來，海盜1號就開始挖土作業了。它先用機械臂從火星表面挖了一勺子土壤樣品，然後透過一個漏斗把它送進肚子裡的3個自動化學實驗室裡。對土壤進行化學分析。分析結果表明，火星土壤除了含量較多的矽、鐵外，還有少量的鈣、鋁、硫、鎂、鈦、鉀等元素。但是從火星的土壤裡沒有化驗出任何有機分子，這一點令大家很失望。其它專案的探測也表明，火星上找不到任何生物存在的跡象。另外，海盜1號還化驗了火星的大氣成分，發現其中的二氧化碳最多，高達95％，其次是2.7％的氮，還有少量的氬、氧和水汽等。

出了這些常規的化學分析，其他幾項實驗的核心就是檢測新陳代謝，這是生命存在的標誌。說白了，就是弄了幾種營養液，把火星土壤跟營養液混合，看看裡邊會不會有啥變化，比如釋放出某種氣體，或者是顏色發生啥變化。如果火星的土壤裡邊有細菌，或者是其他某種生命體，總是會在營養液裡邊生長的吧。只要是會生長繁殖，必然會有某種性狀上的變化才對。

海盜1號挖出一個溝槽

當然了，這種辦法多少有點一廂情願。你怎麼知道，火星上的生命就吃一這一套呢？海盜2號在9月3號也著陸在了7400公里之外的烏托邦平原上，海盜2號也重複了海盜1號探測器乾的那些事。最終的結果綜合起來看，和海盜1號是差不多的。

按照發射前設立的標準，三項“海盜號”微生物實驗中有兩個似乎取得了正面成果。第一項實驗：當火星土壤與來自地球的營養液混合時，湯中的化學成分發生了變化。這種變化有點類似於地球上微生物透過攝入食物併產生代謝產物的過程。

第二項實驗：這項實驗涉及到將來自地球的氣體（如二氧化碳）與火星土壤結合。結果顯示，這些氣體與土壤之間發生了化學反應，形成了新的有機物質。這種情況通常存在於植物透過光合作用將無機物轉化為有機物的過程。

如果說相距遙遠的海盜1號和2號探測器的結果都差不多，那就說明，這些現象具有普遍性。但是，這些現象依然不能判斷是生命所導致的。因為這些現象並不是非要生命才能產生。後來有科學家在地面，用無生命的黏土也復現出了海盜號上的實驗現象。雖然說，否定了火星上存在生命的可能性。但是也提供了另一種啟示，那就是黏土也許和生命的起源有關，黏土提供了一個非常合適的化學環境。

海盜號還發現了一個現象，那就是火星的土壤裡缺乏有機物，甚至比月球的土壤有機物還要少。這個現象更加說明了火星上缺乏生命。假如火星上曾經存在過生命，那麼這些生命即便是死了，也會留下痕跡，他們的屍體即便逐漸被分解了，總要留下不少的蛋白質吧，總要留下點氨基酸吧。大分子的碳氫化合物總不會一點不剩吧。火星上就是沒有這些玩意兒。

那麼，生命是不是非要碳元素不可？能不能有其他的生命形式呢？這就是個哲學問題了，目前看來，沒戲。

海盜2號拍攝的環境照片

這兩個海盜號探測器為人類的盡職盡責地工作了很長時間。兩個海盜號探測器一共發回了300多萬份氣象報告和5.45萬張火星照片。這些資料和資料告訴大家，火星實際上是一個荒涼、死寂、寒冷，遍佈沙丘、岩石和火山口的毫無生機的星球。它雖然有大氣存在，但卻相當稀薄，氧氣更是少得可憐，另外晝夜溫差很大，水源存在的希望也很小。在這樣惡劣的環境中，不要說高階生命，就是低等生命也難以存活。因此大多數科學家失望地認為，火星上根本不存在任何生命現象，科幻小說所描寫的那些火星人從來也沒有存在過。

當然，海盜號也鬧過一次烏龍事件，海盜1號的軌道器拍攝的一張照片顯示出地面上有座山，長得像個人臉。這張照片引發了公眾極大的興趣。再後來嘛，有了新的更高解析度的照片，大家才發現，那座山頭根本就不像什麼人臉。

鬧烏龍的那張照片和後來的高解析度照片

人類有一種本能，腦子裡有個專門的用來識別人臉的模組。所以，我們很擅長“擬人化”，把很多似是而非的東西識別人人臉。所以我們才能創作出卡通形象，創作出各種表情符號，這些圖案其實很人臉差的很遠，但是人就是能夠產生聯想。但是真的把解析度提高，增加各種細節，反而看起來不像了。

海盜1號還在1977年拍攝到了火衛一福波斯的照片，也對這個小傢伙進行了光譜分析發現這個傢伙的成分組成越看越像是小行星，跟火星本身差得很遠，但是從密度上來講，比小行星還低，說明這傢伙疏鬆且多孔，這一點也很奇怪。

早就有科學家認為，火星的這兩個衛星不是親生的，是從小行星帶離撿來了。但是又解釋不了為啥這兩個小煤球的軌道如此之圓。如果是俘獲的，一般來講軌道都是長橢圓形。所以，到現在為止，火星的這兩顆衛星的來源，依然還沒有完全確定下來。

來自海盜1號軌道器的拼接火星照片

海盜1號的軌道艙工作到1980年8月7日，著陸艙原計劃工作3個月，結果一直工作了6年半之久。1982年11月5日，它拍攝了最後一張照片，但是從19號起，海盜1號著陸艙突然沒了訊號了。NASA行星與地球探索分部的副主任嘆息道：“一個歷史階段結束了。”海盜2號的軌道艙工作到1978年7月24日，著陸艙工作到1980年4月。

海盜號火星探索任務的歷史意義在於，這是人類尋找地外生命的第一次嚴肅嘗試。儘管沒有獲得確切的證據，很多結果顯得模稜兩可。但是這依然是人類的一次偉大的進步。

就在兩顆海盜號探測器正在火星上挖土的時候，兩顆旅行者號探測器也已經是蓄勢待發了。有關旅行者號的那檔子事兒，我們下回再說。