彗星撞击木星

探索之路

登月旅行

1969年7月16日（美国东部时间），星期三，一个万里无云的好日子。上午9点半，庞大的“土星5号”运载火箭一声巨响，载着“阿波罗11号”宇宙飞船徐徐升上太空。150多万激动无比的人们赶到肯尼迪航天中心来观看发射，光是新闻记者就达3500人。随着飞船的升空，帽子、手杖、眼镜、钢笔都被抛上了天空，人们发狂般地跳跃喊叫，“上去了！上去了！”的声音震耳欲聋。远在华盛顿电视机旁的尼克松总统高兴地宣布：4天之后为月球探险的全国共庆日，并提议那天全国放假1天。

“阿波罗11号”宇航员在月面假设科学仪器

3天后的7月19日下午，飞船到达月球上空，驾驶长柯林斯完成了最后的不允许出现丝毫偏差的轨道调整，使飞船在月球上空15千米处绕月飞行。7月20日，另外两名航天员阿姆斯特朗和奥尔德林登上了名叫“鹰”的登月舱，从飞船出发，随着制动减速火箭，“鹰”沿曲线轨道徐徐下滑，平稳地降落在月面上一个名叫“静海”的平原。经过6个半小时的准备后，身穿航天服的飞船船长阿姆斯特朗打开了飞船舱门，爬出舱口，在5米高的进出口台上呆上了几分钟，仿佛借以安定一下十分激动的心情似的。然后，他慢慢地沿着登月舱着陆架上的扶梯走向月面。为了使身体能适应只有地球1/6的月球重力环境，他在扶梯的每一个台阶上都要稍微停留一下，仅仅9级扶梯竟花费了3分钟。

通过电视，地球上亿万人看到了阿姆斯特朗先是小心翼翼地把左脚踏上月面，然后鼓足勇气将右脚也踏在月面上。

人类终于首次在另一个星球上留下了自己的脚印。此时，阿姆斯特朗手腕上的欧米茄手表指针正好指向晚上10点56分。当他向月面迈出第一步时，通过无线电向整个地球上的人类说出：“对于一个人来说，这只是一小步；但对人类来说，这是巨大的一步。”

“阿波罗11号”宇航员在月球留下的脚印

19分钟后，奥尔德林也下到月面上来了。他们两人先是在月面上插上了一面美国国旗，然后留下一块金属纪念碑，上面写道：“公元1969年7月，来自行星地球上的人首次登上月球。我们是全人类的代表，我们为和平而来。”在月面停留的2小时21分钟里，他们完成了好几项科学试验，比如用铝箔捕捉从太阳射出的稀有气体，设置测量月面震动的月震仪，安放一块0．186平方米的激光反射镜，用来测量地球与月球的精确距离（现在已知，月球每年以4厘米的速度离地球远去），他们还采集了23千克的月球岩石和土壤。

7月21日，阿姆斯特朗和奥尔德林完成考察任务后，进入登月舱的上升段，与在月球轨道上停留的柯林斯会合后，平安返回了地球。

人类首次登月的壮举，将永载史册。

“阿波罗12号”载人登月飞行的计划和准备工作，几乎是与“阿波罗11号”同时进行的。三名宇航员是指令长康拉德，以及比恩，他们两人被指定进行月面活动；还有一位是戈登，他的任务是留在指令舱里，接应康拉德等。

1969年11月19日美国东部时间晨前1时54分（北京时间同日14时54分），由康拉德和比恩组成的第二批月球探险队，几乎是准确地在预选的地区安全降落，降落点位于风暴洋，东距停在静海里的“阿波罗11号”1．500多千米，距离1967年9月发射到月球上去的无人驾驶宇宙飞船“勘测者3号”很近，走过去就可以了。为了研究月球环境对“勘测者3号”的作用和影响，取得第一手资料，他们卸下了它的一些部件并带回地球。

此外，他们还收集了50多千克的月球岩石和土壤标本，从获取地震信息的角度检查了些月球岩石。他们留在月球上的仪器设备有“第一座核动力科学实验站”，期望它能在一段时间里，把观测和收集到的信息和数据，传回到地球上来。

“阿波罗12号”刚把在月球上采集到的各种标本带回来的时候，它们一点也没有引起人们的特别注意，与以前带回来的相比也没有什么明显的区别。在用辐射计等检验之后，情况有所改变，科学家们发现其中一块柠檬般大小的月岩的辐射强度异乎寻常的大。进一步的研究表明，这块浅灰表面、不甚透明的白色结晶和带深灰条纹的月岩，其所含的铀、钍和钾等元素，竟然比其余月岩要高出20倍。由此而得出的结论是，这块月岩的年龄大约是46亿年，即比已在地球上发现的岩石的年龄都大。科学家们进一步认为，它是在太阳和太阳系天体开始形成的时候，也同时产生和形成了。

这是个极有价值的发现，其意义在于说明了在过去极其漫长的历史阶段，月球表面经受的变化是很小很小的。

“阿波罗13号”在勘测月球飞离地球约33万千米，到达目的地只剩下最后一段路程时，服务舱中存放液氧的箱子发生爆炸，把服务舱炸了一大窟窿。不久，由于服务舱不断漏气，使飞船失去稳定，船身作不正常的滚动，舱内气压急剧下降。氧和水失去大半，严重地威胁着宇航员的生命。

由于飞船已离地球太远，无法直接调头返航，只能先绕过月球之后，再进入一条重返地球的轨道。

首先必需采取的措施是使飞船稳定下来。为此，开动了小型的姿态控制火箭。服务舱遭到了严重的破坏，幸好指令舱和登月舱还完好，于是，登月舱的设备被用来救急。飞船是依靠登月舱的发动机、电源、氧和水等，才得以飞回地球。当飞船抵达离月球只200多千米时，宇航员启动登月舱的下降发动机约31秒钟，使飞船暂时进入绕月球飞行的轨道。飞船转到了月球的另一侧之后，登月舱的发动机再次启动约4分半钟。就这样，“阿波罗13号”终于进入了返回地球的航程，并在返回过程中不断校正航向，“阿波罗13号”终于死里逃生回到地球。

1971年1月31日，“阿波罗14号”轰隆隆地起飞了，三名宇航员是美国海军的谢泼德和米切尔，以及空军的罗塞。作为在月面上进行科学实验和活动的第五和第六位宇航员，他们分别在月面上各活动了2次，每次都在4小时以上。一辆特别设计的手推车，使他们在崎岖不平的弗拉·摩洛地区走出了5千米，并收集到50来千克的月岩和土壤样品。

他们也在月球上装置了一座核动力科学实验站，竖立了激光反射器和测量太阳风的仪器。他们曾想攀登上一座高大环形山的顶端，但是，没有能实现。

1971年7月26日，“阿波罗15号”宇宙飞船发射成功，船组人员也是由三名宇航员组成，他们是斯科特（曾是“阿波罗9号”飞船船组成员）、欧文和沃登。斯科特和欧文乘坐的登月舱降落在雨海边缘、亚平宁山脉附近的一处叫哈德利沟的地方。沃登则一直滞留在绕月轨道的指令舱内，关注着登月舱的下降和上升，迎接斯科特等的归来。

此外，“阿波罗15号”第一次把一辆月球车带到了月球上。月球车重200多千克，靠蓄电池驱动。从它的模样和大小看起来，它很像是沙漠中的一个大甲虫。

由于装备上的改进，大大延长了宇航员们在月球上的停留时间。斯科特和欧文在月面的停留时间超过了66个小时。其间，他们3次走出登月舱，在月面上活动了18小时以上，为“阿波罗14号”宇航员舱外活动时间的2倍多。月球车使他们在月面上的活动更加方便，他们总共行驶了28千米，收集到各类岩石和土壤标本70多千克。

“阿波罗15号”宇宙飞船登月

宇航员们在哈德利地区活动的成果是丰硕的，他们收集到的标本之多，是前所未有的。月球车上装有一套电视摄像设备，它使地球上的人们随着月球车的活动，与宇航员们一起经历月球上的颠簸、险境，和逼真地欣赏到月面绮丽景色。宇航员们在哈德利沟地区附近，惊人地发现月球土壤是由好些层构成的，在一处深挖3米的地方，竟可以分出58层。

“阿波罗15号”拍摄的月球表面

“阿波罗15号”所获得的月震资料表明，在月球南半部第谷环形山以西、大致月面以下900来千米的深处，存在着一个震源。据推测，在那个深度，在一处袋形地区，集中着处于熔融状的岩浆，其直径至少有好几十千米，正是由于它的活动，产生出月震。“阿波罗16号”飞船的三名宇航员是约翰·杨、杜克和马丁利。飞船于1972年4月16日发射成功，目的地是月球赤道附近的笛卡尔高地。据认为，这个高地的面貌在好多方面都与月背的情况颇相像。与“阿波罗15号”一样，这次飞行也带了一辆月球车供月面交通之用。约翰·杨和杜克在月面上总共停留了73小时，其中在舱外活动的时间为20小时又1刻钟，安装仪器设备，进行现场探测和收集标本。此外，高质量的月球车为宇航员们提供了良好的服务，是他们的好帮手，它带着宇航员在崎岖不平得厉害的月面上，来回奔走了约27千米。

“阿波罗16号”飞船共收集了95千克左右的月球岩石和土壤，它们被送回地球之后都由科学家们作了仔细的观察、检验和分析。对30多个土壤样品进行分析的结果，发现它们的组成成分中，碳占了很大比例。在这些样品以及早些时候采集的标本中，都发现了原始的有机物。虽然不能由此得出结论，说它们与地球上的生命起源有关。

“阿波罗17号”宇宙飞船的发射，可以看做是美国空间探测计划一个阶段的结束。这次肩负探测任务的三宇航员是：塞尔南、伊文思和施密特。与塞尔南一起踏上月面的施密特，是位职业地质学家，也是对月面进行实地考察的第一位专业科学家。

这最后的一艘飞船降落在澄海东南边缘附近的一处比较平坦的地方。这里是一处山谷中的平地，其南面是高2000多米的山，北面的山较低，但也有1500米左右。降落在静海里的第一艘载人登月飞船——“阿波罗11号”，就在它南面700多千米处。

“阿波罗17号”是在1972年12月11日发射的，5天后抵达目的地。它也带了一辆月球车，是带到月球上去的第三辆月球车。这是一辆经过改进了的月球车，它可以用于记录月球表重力及其变化和测量月面的一些其他性质。宇航员们在月面的停留时间接近75小时，其间曾3次在登月舱外活动，每次都在7小时以上，使得在月面活动时间达到破纪录的22小时。宇航员们最远曾走到离降落点7千米多的地方。这也是前所未有的。月球车一共在月球上走了37千米的路程。

如果把比较完整的月球信息看做是一条锁链的话，那么在此之前的探测和研究，已经获悉了这条锁链的一些环节，而还缺少另外一些环节。“阿波罗17号”的主要任务就是去寻找和补齐这些环节。为了完成这项任务，飞船携带了一些新的装备并进行了一些更高级的实验项目。宇航员们利用各种新的手段探查了月面以下深处的地层情况，测量了月球的重力，根据月震记录研究了月球的“脉搏”，以及分析了大气中的气体成分。

“阿波罗17号”宇航员们在月球上的最有价值的发现之一，是月面的橘黄色土壤。有人认为这是由于火山爆发时喷出的挥发性气体以及氧化铁之类的物质。但进一步的检验发现，它的颜色主要来自它所含的90%以上的玻璃质，而并非来自铁。此外，月球土壤的年龄据测算约为38亿年，也许在此后的月球火山活动中，它只是没有结成板块而已。

1972年12月19日，随着“阿波罗17号”飞船在南太平洋安全溅落的“卜通”声，宣告了史无前例的“阿波罗”探月计划的结束。从第一批宇航员登上月球到这次溅落，总共历时3年半。不论从哪方面来看，整个探测工作仅仅只是开了个头，还只是“序曲”，大量的工作还等待着去做。对已经取得的大量资料进行分类、整理、编目、观察、分析、评价和再评价等等，也许会使科学家们忙上好几十年。举个例子来说，从月球带回来的381千克岩石和土壤标本样品，只有一部分得到了充分的检验和研究。总而言之，要解决那么多的月球难题，还需要相当时间。

“嫦娥一号”奔向月球

2007年10月24日在西昌卫星发射中心我国首颗绕月人造卫星——“嫦娥一号”月球探测卫星由“长征三号甲”运载火箭成功发射升空。运行在距月球表面200千米的圆形轨道上执行科学探测任务，我国成为世界第五个发射月球探测器的国家，圆了华夏赤子千年来的登月梦。

“嫦娥一号”是我国自主研制并发射的首个月球探测器，主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。

2007年11月26日，“嫦娥一号”卫星传回了珍贵的第一幅月面图像。

2009年3月1日16时13分，“嫦娥一号”卫星在控制下成功撞击月球。为我国月球探测的一期工程，画上了圆满句号。

“嫦娥一号”首次月球探测极为出色地完成了四大科学任务：

（1）获取月球表面三维立体影像，精细划分月球表面的基本构造和地貌单元，进行月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度等的研究，为类地行星表面年龄的划分和早期演化历史研究提供基本数据，并为月面软着陆区选址和月球基地位置优选提供基础资料等。

（2）分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点，主要是勘察月球表面有开发利用价值的钛、铁等14种元素的含量和分布，绘制各元素的全月球分布图，月球岩石、矿物和地质学专题图等，发现各元素在月表的富集区，评估月球矿产资源的开发利用前景等。

（3）探测月壤厚度，即利用微波辐射技术，获取月球表面月壤的厚度数据，从而得到月球表面年龄及其分布，并在此基础上，估算核聚变发电燃料氦－3的含量、资源分布及资源量等。

（4）探测地球至月球的空间环境。月球与地球平均距离为38万千米，处于地球磁场空间的远磁尾区域，卫星在此区域可探测太阳宇宙线高能粒子和太阳风等离子体，研究太阳风和月球以及地球磁场磁尾与月球的相互作用。

探测火星

在太阳系的八大行星中，火星和地球在许多地方十分相似：火星自转一周是24．66小时，昼夜只比地球上的一天多40分钟；火星自转倾斜角也和地球相近，所以火星上也有春、夏、秋、冬四季的气候变化；火星上还有大气层。

1877年，意大利天文学家斯基帕雷用望远镜发现火星上有许多细长的暗线和暗区，他把暗线称为“水道”。有人干脆把“水道”翻译成英语的“运河”，暗区就成了“湖泊”。有运河就有智慧生命的大规模活动。于是，1个世纪以来，有关这颗红色星球上的火星人和火星生命的传说、猜测和探测不断出现。眼见为实，只有对火星进行逼近观测，才能彻底解开这些谜。20世纪50年代后，人类就开始了利用航天技术探测火星的努力。

1957年，苏联发射了第一颗人造地球卫星，使人们看到了摆脱地球引力和大气束缚登陆火星的希望。

“水手4”号飞船拍摄的火星表面

1965年7月14日，美国人发射的“水手4”号从离火星不到1万千米的地方掠过，第一次对它进行了近距离考察，并拍摄了21张照片。“水手4”号的考察结果表明，火星的大气密度不足地球的1%。火星生命如果存在的话，生存环境看来要比地球上的艰难许多。

1969年2～3月间，“水手6”号和“水手7”号向火星进发，从距火星3200千米处传回了200帧照片。照片的清晰度大大增加，但运河仍然不见踪影。为了彻底弄清火星的全貌，1971年11月13日，“水手9”号驶入了环火星轨道，成为第一颗环绕另一颗行星的人造天体。

然而就在“水手9”号驶向火星的过程中，火星上发生了大规模的尘暴，这场持续了几个月的尘暴扼杀了随后赶到的两颗苏联火星探测器“火星2”号和“火星3”号。它们在1971年11月27日和12月2日投下的装置在工作了20秒之后就音信全无，仅仅传回了半张灰蒙蒙的照片。

“水手9”号躲过了火星尘暴的灾难。1971年12月，它传回来的第一幅火星照片就给持“运河说”的人以致命的一击：火星上根本不存在什么运河，人们看到的——只是火星风形成的沙粒带状条纹，就如同我们在沙漠里看到的一样。

令那些支持“火星生命说”的人松了一口气的是，“水手9”号在火星上发现了许多干涸的河床，其中有的长达1500千米，宽2130千米，这证明在火星上可能曾经存在过液态的水。只要有液态水，火星上的生命就有希望。

1976年7月和9月，“海盗1”号和“海盗2”号的探测器先后在火星着陆。在那里，它们确定了火星的大气成分，分析了火星土壤的样品，发布了火星上第一份气象报告，并探测到了火星的“地震”。“海盗号”着重研究了火星上的生命痕迹，得出的结论却并不清晰。最后美国国家科学院用标准的科学语言总结了这些实验：它减小了火星上存在生命的可能性。

从“海盗”号登上火星之后，人类的火星探测已经不是去寻找“火星人”之类的高等生物了。

1996年12月，美国发射“火星探路者”探测器。“探路者”号的四个主要目的是：了解地形特征，选好人类登临的着陆点，观测火星上的各种变迁，仔细探寻生命的痕迹。

“火星探路者”探测器正在对火星表面进行勘探

1997年7月4日，“火星探路者”经过7个月的旅行，行程4．94亿千米，终于来到火星，并成功地在火星上的阿瑞斯平原着陆。这是自“海盗”号以后，人类再次把航天器送入火星表面，也是美国航天局跨世纪的一连串火星轨道和着陆探测计划的开始。

“探路者”号登陆的场面非常热闹，而且从那样高的地方投下去，探测器受到的冲击力仅为50克，的确令人叹服。但大家更多地是关注火星车。这个60厘米×45厘米×30厘米的小家伙里包括1台计算机、70个传感器、5个激光测距仪和由3套摄像机组成的立体视镜系统，带有自动导航和前后轮独立转向系统，同时还有发动机、X射线仪和其他分析仪器，其精巧程度可见一斑。它要迈上一定的坡度，跨过岩石和深沟，还要屏蔽火星土壤的强磁性干扰。在背向地球时，它必须有能力独立使用X光分析仪和测距仪。这一切的难度都非常高。

“火星探路者”携带了一辆六轮小跑车，称为“漫游者”。“漫游者”在着陆器着陆后的第二天走下着陆器，开始对选定的目标进行研究。在以后的90天里，“火星探路者”共向人类发回了1．6万张照片。

1996年8月6日，美国航宇局宣称，科学家们从一块来自火星的陨石上发现了可证明火星上曾经存在生命的化学物质。部分专家认为，在这块来自火星、年龄40亿～45亿年的陨石ALH84001上，含有某些与生命现象有关的特殊化学物质。此举在全球引起了轩然大波，各国学者议论纷纷，各抒己见，连诺贝尔奖金获得者德迪韦也参加了这一世界性大辩论，他说：“仅仅是从一块被认为可能来自火星的陨石中发现有机物并不能证明火星上曾存在生命。”英国天文学家希尔甚至怀疑这块石头是否真的来自火星，他说：“只有当飞船在火星上着陆取回试样并发现生命的踪迹后，才能得出正确的结论。”我国科学家也参加了这一大讨论，并且意见不一。

1996年11月，美国发射“火星全球勘探者”飞船。“火星全球勘探者”在1997年9月进入火星轨道，这是人类成功地送入火星的第一个轨道器。

“火星全球勘探者”探测器在环绕火星的轨道上飞行时勘探其地质特征，这也许能帮助人们找到ALH84001陨石的地理渊源。它经过10个月的旅行抵达绕火星飞行的轨道，绘制火星地形图、分析火星大气成分和记录火星大气变化的情况，完成1992年升空的“火星观察者”探测器未完成的任务。“火星观察者”探测器原定1993年8月24自到达火星轨道，但1993年8月21日突然与地面失去联系。

1996年11月俄罗斯发射了“火星—96”探测器，它被称为射向火星的“炸弹”，10个月以后进入火星轨道。此后分为3个部分，一部分留在火星轨道上拍摄火星表面，考察火星大气层的成分和温度；另一部分是向火星表面释放2个着陆站，用以记录火星表面几米高度内的大气温度、湿度和风速等情况；第三部分是2个能刺入火星土壤的“炸弹”式锥形穿入器，用于分析火星土壤成分和探测火星地震情况。

“火星全球勘探者”探测器

“炸弹”式穿入器能扎入火星地下4～6米（视土层硬度而言）。它有一人高，呈长形，头尖，头部用超硬度材料制成，装有高灵敏度和高精度仪器，能在80千米/时速度下落时完好无损地穿入火星表面，发挥正常的探测作用。当然，这花费了科学家很多心血才研制成功。其重任是确定火星土的成分及其物理机械性能和磁性，为的是了解火星的演变过程、它的过去，并预测未来。尤其是考察火星上有没有水源和水质如何，从而最终找到火星上有没有生命这一重要线索。

“火星—96”探测器起飞重量为6580千克，轨道器重650千克，两着陆器各重50千克。着陆器和穿入器所获信息通过无线电把信息传到轨道站，然后转送到地球。这一“三级”探索系统将对火星表面详细拍摄，在不同的光谱区考察，研究大气的结构和变化情况，分析火星土壤。它是对美国“火星全球勘探者”和“火星探路者”的研究加以补充。

除了美、俄以外，欧空局也在研制3～4个各重79．5千克的半软着陆的火星探测器，准备参加美国的“火星环境调查网络”计划。其探测器采用铝质材料，本体是一个直径903毫米的圆简，周围装有5条用于着陆的炭纤维增强塑料制的“腿”。本体上除有太阳电池、摄像机和天线外，还装了气象观测装置和测试磁场用的展开杆。当探测器进入火星大气时先张开降落伞减速，落地时伸出五条“腿”，以吸收着陆时的冲击力。

2001年，美国国家航空航天局发射了“奥德赛号”火星探测卫星，主要是寻找水与火山活动的迹象。

2005年，美国又发射发一颗火星勘测轨道飞行器。2007年，美国又把“凤凰号”火星探测器送上了火星，对火星土壤进行挖掘取样。

除美国外，其他国家也在积极筹划火星探测活动，火星探测活动正如火如荼进行中。

探测金星

探测金星始于苏联的“金星1号”，这是人类历史上发射的第一艘金星探测飞船，在1961年2月12日升空，但并不成功。

首度成功观测金星的是美国的“水手2号”，于1962年8月27日升空，同年12月14日，通过了距离金星34830千米的地方探测金星。

首次在金星大气中直接测量的是苏联的“金星4号”，于1967年10月18日，打开降落伞，降落于金星大气中。

首次软着陆成功的是苏联的“金星7号”，它于1970年12月15日，降落于金星表面，送回各种观测资料。

苏联从1961年开始，直至1983年，共发射飞船16艘，除少数几艘失败外，大多数都按原计划发回不少重要资料。

美国在1962年发射“水手2号”以后，又在1978年5月20日和8月8日先后发射“先驱者金星”1号和2号，其中“先驱者金星”2号的探测器软着陆成功。至此，美国也先后有6个探测金星的飞船上天。

金星的天空是橙黄色的。金星的高空有着巨大的圆顶状的云，它们离金星地面48千米以上，这些浓云悬挂在空中反射着太阳光。这些橙黄色的云是什么呢？原来竟是具有强烈腐蚀作用的浓硫酸雾，厚度有20～30千米。因此，金星上若也下雨的话，下的便全是硫酸雨，恐怕也没有几种动植物能经得住酸雨的洗礼。金星是个不毛之地。

金星的大气又厚又重。金星的大气不仅有可怕的硫酸，还有惊人的压力。我们地球的大气压只有1个大气压左右，在金星的固定表面，大气压是95个大气压，几乎是地球大气的100倍，相当于地球海洋深处1000米的水压。人的身体是承受不起这么大的压力的，肯定在一瞬间被压扁。

“水手2号”金星探测器

金星的大气中主要是二氧化碳。二氧化碳占了气体总量的96%，而氧气仅占0．4%，这与地球上大气的结构刚好相反，金星的二氧化碳比地球上的二氧化碳多出1万倍，人在金星上会喘不过气来。这里常常电闪雷鸣，几乎每时每刻都有雷电发生，让你掩耳抱头，避之不及。

金星是真正的“火炉”。地球上40℃的高温已经让人受不了，但金星表面的温度高得吓人，竟然高达460℃，足以把动植物烤焦，而且在黑夜并不冰冻，夜间的岩石也像通了电的电炉丝发出暗红色光。金星怎么会有这么恐怖的高温呢？这也是二氧化碳的“功劳”。白天，在强烈阳光照射下，金星地表很热，二氧化碳具有温室效应，就是说大气吸收的太阳能一旦变成了热能，便跑不出金星大气，而被大气挡了回来，二氧化碳活像厚厚的“被子”，把金星捂得严密不透风，酷热异常。再加上金星的一个白天相当于地球上58天半，吸收的热量更是越聚越多，热量只进不出，从而达到了460℃的高温，比最靠近太阳的水星白昼的温度（约430℃）还要高。

温室效应使金星昼夜几乎没有温差，冬夏没有季节变化。因而金星上无四季之分。

金星上如此恶劣的环境，是以前的人们不曾想到过的，这位曾经是地球“孪生姐妹”的金星，一旦面纱撩开，即刻让人们对金星上存在生命的幻想破灭了。

金星有很少量的水，仅为地球上水的1/10万。这些水分布在哪里呢？由“金星13号”和“金星14号”探测表明，在硫酸雾的低层，水汽含量比较大，为0．02%，而在金星表面大气里有0．02%。金星表面找不到一滴水，整个金星表面就是一个特大的沙漠，在每日的大风中尘沙铺天盖地，到处昏昏沉沉。

“水手10号”金星探测器

金星地表与地球有几分相似。金星因为有大气保护，环形山没有水星、月球那么多，地球相对比较平坦，但是有高山。山的高度的最大落差与地球相似，也有高大的火山，延伸范围广达30万平方千米。大部分金星表面看起来像地球陆地。不过，地球陆地只有3/10，其余7/10为广大海面。金星陆地占5/6，剩下的1/6是小块无水的低地。至今金星表面还没有水。

金星自转是行星中最独特的。自转与公转方向相反，是逆向自转。换句话说，从金星上看太阳，太阳是从西方升起，在东方落下。

金星逆向自转，是科学家用雷达探测金星表面根据反射回来的雷达波发现的，还知道金星自转非常缓慢，每243天自转一周，如果我们在金星上观看星星，每过243天，才能在天空看到同一幅恒星图景，如我们以太阳为基准测量金星自转周期，仅仅是116．8个地球日。因为在这段时间，金星沿公转轨道前进了很大一段距离，在这243天中，可以看到2次日出和日落。所以，1个金星日是116．8个地球日，金星上的1天等于地球上116天多。

探测土星

土星有一个美丽的光环，这使得它在太阳系中十分引入注目。土星的大气成分复杂，赤道附近的风速超过500米/秒。土星有20多颗天然卫星，人们最感兴趣的是土卫六，它是土星最大的一颗卫星，还有一个名字叫“泰坦”（希腊神话中的大力神）。“泰坦”的引人注意之处不仅因为它的个头大，更重要的是它是太阳系中除了地球之外唯一具有稠密氮气大气层的天体。科学家猜测，“泰坦”上有海洋，海洋中含有有机物质，和原始的地球十分相似。如果能探测到“泰坦”上存在合成大分子有机物，就可以推测地球生命的诞生过程。

“卡西尼号”探测器

人类探测土星的使命，交给了“卡西尼号”土星探测器。1997年10月15日，美国成功发射了“卡西尼号”大型行星探测器，这是20世纪人类耗资最大的空间计划之一。

由于土星距离地球非常遥远，有8．2～10．2天文单位（1个天文单位约合1．5亿千米），所以，即使使用当时推力最大的火箭，也无法把质量为6．4吨的“卡西尼号”加速到直飞土星的速度。

于是，科学家巧妙地为“卡西尼号”设计了借助金星、地球和木星之间的引力，接力加速奔向土星的旅程。这样一来，“卡西尼号”的行程将增加到32亿千米，历时7年。1998年4月，“卡西尼号”绕过金星，在金星引力的作用下，加速并改变方向；1999年6月，它再次飞过金星，利用金星引力进一步加速，向地球奔来；1999年8月，“卡西尼号”掠过地球，借助地球引力加速飞向木星；2001年1月，“卡西尼号”从木星那里进行最后一次借力加速后，直奔土星。两次金星借力，一次地球借力，一次木星借力，这样的飞行轨道安排就是著名的“VVEJ飞行”，这里的“V”、“E”、“J”分别是金星、地球、木星英文单词的首写字母。“VVEJ飞行”可以使“卡西尼号”的土星之旅节省77吨燃料，这相当于“卡西尼号”总质量的10倍。

1997年10月15日，美国肯尼迪航天中心，探测器“卡西尼”号由“大力神－4B”火箭托举，呼啸着向太空飞去，开始了历时7年、行程35亿千米的土星之旅。

在此之前，“先驱者11”号和“旅行者”1、2号曾于20世纪70和80年代在土星附近飞过，它们拍到了土星表面及土星环的情况。“哈勃”望远镜也提供过出色的土星图像。但它们都只是浮光掠影，对土星没有细致地进行考察，更未能揭示出人们最感兴趣的土卫六云层下的世界。因此，美国航宇局与欧空局和意大利航天局联手，研制了这艘迄今最大、最先进的行星际探测器，并且将之命名为“卡西尼”号，以纪念发现了土星环之间最宽黑缝的天文学家卡西尼。

“卡西尼”号高约2层楼，直径约2．7米，总重6吨，比昔日辉煌的“旅行者”号探测器重2～3倍。它由轨道器和“惠更斯”子探测器组成，上面共有18台科学仪器，其中轨道器上12台，子探测器上6台。这些仪器包括可提供50万张土星、土星环及土星卫星照片的照相设备，可透过土卫六大气层的扫描雷达，监视土星大气和土星风的监测器，以及磁场探测器和宇宙尘埃探测器等。

2004年7月，“卡西尼”号抵达土星轨道后，轨道器环绕土星考察4年，总共飞行74圈，并有45次飞近土卫六。而几个月后“惠更斯”探测器从轨道器分离出去，进入土卫六进行探测。“惠更斯”子探测器是一个直径2．7米的碟形物体，质量为343千克，它利用降落伞在“土卫6”表面着陆。在2．5小时的降落过程中，将用所带仪器分析“土卫6”大气成分，测量风速和探测大气层内的悬浮粒子，并在着陆后维持工作状态1小时。所搜集到的数据及拍摄的图片将通过“卡西尼”轨道器传送回地球。

由于路途迢迢，“卡西尼”探测器携带的主燃料罐装有3000千克的燃料，以满足2台二元推进主发动机的需要，另有142千克肼燃料供给16个小型反作用力推进器。这些小推进器用于控制航天器的飞行方向和微调飞行路线。另外，“卡西尼”号需考察土星4年，为了保证各种科学仪器的能量供给，“卡西尼”号上还载有32．7千克的钚－238核燃料，是迄今携带核燃料最多的航天器。因为钚－238具有高放射性，许多科学家曾担心一旦发射失败，它会对地面造成严重的核污染。而且，有的专家担心它1999年再飞回地球近旁时会发生泄漏，污染地球大气层。支持采用核动力的人认为泄漏的概率为百万分之一，即使泄漏，量也很少，所造成的核辐射微不足道。所以，“卡西尼”号的发射对支持者和反对者来说都是非常紧张的时刻。

“卡西尼”号土星探测器实现了环绕土星运行轨道飞行的计划，并发回了一组关于土卫六“泰坦”号的最新、最清晰的照片。科学家们对此进行了研究。

科学家们发现，除了一片特别炫目的云外，“泰坦”号的天空几乎没有一丝云的痕迹。这片特别炫目的云面积跟美国的亚利桑那州大小差不多，位于“泰坦”号的南极，在土星的夏季，这里一天都可以得到光线的照射。这块罕见的云需要四五个小时才能形成，类似于地球上夏季出现的堆积云。但“泰坦”号上的云层主要由甲烷组成，而不是主要由水组成。

“卡西尼”号探测器还通过分光计拍到了“泰坦”号的一些照片，分光计的波长从可见到红外线光不等。照片显示，土卫六表面到处分布着冰块和碳氢化合物。

科学家们还发现，位于土星光环之间的“卡西尼缝”充满了灰尘，这是迄今所发现的土星的最外层光环。就是这层光环，每秒可引发680次土星物质间的碰撞，也就是说，每秒可给土星留下10万个左右的大小土坑。

探索木星

木星是太阳系中最大的一颗行星，数百年来人类一直关注着木星，长期的观测使人们对木星有了一些初步了解：如木星是个椭球体，其表面有与赤道平行的或明或暗的条纹，没有高山和陆地，只是液态氢的“海洋”；环绕木星的光环，远不如土星那样美丽；在木星周围有四大卫星等等。尽管如此，还是有许多疑点得不到解答，如云为什么是黄色的？木星大气层的成分是什么？木星雷电的成因是否与地球雷电的成因相同？作为行星的木星为什么会从其内部发出能量？著名的木星大红斑的本质是什么？为什么木卫一有那么活跃的火山爆发？

为了使人类进一步了解木星，近几十年来人类已向木星发射了“先驱者10”号（1973年）、“先驱者11”号（1974年）、“旅行者1”号和“旅行者2”号（1979年）共4颗航天器。它们从木星周围飞过，考察了木星和它的卫星，发回了许多宝贵的图像和测量资料。但由于木星大气层的掩盖，有关它的许多问题仍是个谜。要想回答这些问题，必须进入木星大气层内进行探测。为了对木星有更深入的了解，获得更丰富的资料，美国国家航宇局研制了更先进的“伽利略”探测器，它由轨道飞行器和木星大气探测器两大部分组成。“伽利略”轨道飞行器的主要任务有：①接收并储存木星大气探测器测定的木星大气的温度、压力、成分等物理量以及它们随高度变化的情况，然后将信息发送回地球的测控中心。②在今后2年内，环绕木星11圈，对木星大量卫星及其周围环境作近距离考察，在环绕木星运行的轨道飞行器上装有多种先进设备，固体摄像机、紫外分光仪等遥感设备可以获得木星及其卫星的详细图像，分析木星表面物质的化学成分、大气组成和来自木星表面的辐射能；磁力计和尘埃计数器则可监测木星周围环境，了解木星磁层和幅射带的结构及木星周围尘埃的分布情况。在木星大气探测器上装有许多观测仪，以测量和研究木星大气的化学成分、温度、压力、云的高度、能量的传递、由雷引起的发光放电现象。

“伽利略”号探测器对木星展开探测

耗费13．5亿美元的“伽利略”号探测器计划开始于1977年，经过12年的开发研制，终于在1989年10月由“亚特兰蒂斯”号航天飞机将“伽利略”号探测器送入太空。“伽利略”号探测器在到达木星前对其他星球进行了大量的探测活动。包括对地球和月球的大量探测。按原计划，该探测器将直接飞往木星，行程只需2年，后来因故改变了计划。“伽利略”号探测器离开地球后，首先向太阳飞去，1990年与金星相遇，被加速后沿更大的绕日轨道飞行，同年12月首次飞过地球，受地球重力影响，其飞行速度增加到14万千米/时以上。在这期间，“伽利略”号探测器拍摄了金星、地球、月球的图像。在随后飞往木星的途中，于1991年10月和1993年8月分别从95号小行星“伽斯帕拉”和243号小行星“艾达”附近飞过，距离“伽斯帕拉”星是1800千米，距离“艾达”星是2400千米，首次取得小行星的特写图像，并发现小行星“艾达”也有自己的卫星。1994年7月，“伽利略”号探测器直接观测了“苏梅克—列维”9号彗星撞击木星的情况，并把它记录了下来。1995年1月，“伽利略”号探测器发回了完整的“苏梅克—列维”9号彗星的观测图像，其中包括W碎片冲击的部分时序图像，这一冲击持续了26秒。地面工作人员还收到了从光偏振辐射仪、红外测试仪、紫外测试仪得到的R碎片冲击数据，并对此加以了分析。

“伽利略”号探测器在经过大约36亿千米和长达6年多的空间旅行后，于1995年7月到达木星轨道，随后释放的木星大气探测器以预定的角度进入木星大气层，顺利完成了飞向木星的艰难任务，同时，轨道飞行器开始了对木星为期2年的探测活动。

“伽利略”号探测器向木星发射的木星大气探测器重339千克，于1995年12月7日飞进环境恶劣、飞速旋转的木星大气层，执行一次有去无回的探测任务，首次实现了人类对外太阳系大行星的实地大气测量。木星大气探测器以高于17万千米/时的速度冲入木星大气层，减速度力相当于地球重力强度的230倍。在减速过程中，一个热防护罩保护了探测器的科学仪器，其后，一个巨大的降落伞打开以保障探测器缓慢而受控下降。虽然大气探测器在木星云端下方130～160千米运行，但仅能探测到木星大气层上部很小一部分。该探测器的任务是探测稀薄而炽热的大气层的1/5。在木星大气层更深处，温度和压力变化太大，影响仪器的正常工作。在130千米的深处，大气压力超过地球压力的20倍，尽管仪器设计得很先进，但不得不向恶劣环境屈服。美国国家航宇局证实，该探测器在向木星大气层内下降约640千米，在被20倍于地球大气压力的木星大气压力摧毁之前，向地球传送了大约57分钟的数据（比预计的时间缩短了18分钟）。首先它把获得的数据传送到位于其上方20多万千米的轨道飞行器上储存，然后传送回地球。与此同时，轨道飞行器已进入环绕木星的椭圆轨道。

12月7日，在木星大气探测器进入木星大气层的同时，轨道飞行器则掠过多火山的木卫一，并抓拍了被认为是最清晰的图像。和我们熟悉的月亮一样，一些木星的卫星被撞击坑所覆盖，陨石在那里撞入地面。而木卫一被数百个连续向外喷出火山喷射物的火山口所覆盖，据分析，每100年可将木卫一覆盖一遍。一部分火山喷发物被强有力的木星磁场所捕获。令人惊异的是，木卫一火山喷发产生的是充满等离子气体环的被电离的材料。等离子气体环是木星磁场的一个小的组成部分，木卫一特有的橘黄色来自硫；那么木卫一的火山是如何喷发的呢？它们的化学成分是什么？它们喷发的频率如何？木卫一的壳体是厚还是薄呢？它对火山喷发起什么作用？科学家希望应用“伽利略”号探测器获得的资料来回答这些问题。1995年12月7日，轨道飞行器与木卫一实现了唯一一次近距离交会，这是因为木卫一深深地处于木星的辐射带内，强烈的射线环境对航天器的电子设备是有害的，使其不可能第二次在严重的木星辐射环境下通过木卫一轨道。近距离交会后，航天器可工作2年。

“伽利略”号探测器正在绕木星飞行

轨道飞行器还花费了若干天时间深入到木星的辐射带。“伽利略”号探测器的工程师们一直非常关注该辐射带对航天器的影响。该辐射带是由高速运行的带电粒子组成，并处于木卫一轨道附近，它的能量足以致人于死地。

美国宇航局的科学家们在1995年12月10日收到“伽利略”号轨道飞行器从37亿千米以外的太空发回的第一批木星数据，使人类第一次有机会看到庞大的木星的特写照片。科学家们根据发回的数据首次测定这颗巨大星球的大气层特性，如大气构成、气候和大气形式等。“伽利略”号轨道飞行器第一次向地球发回总共57分钟的探测数据，这些数据的传输一直持续到1995年12月13日。57分钟的数据，地面接收站直到1996年2月才全部收回。

经过对“伽利略”号轨道飞行器发回的最初数据进行的初步分析表明，木星大气结构与过去科学家们预想的有很大不同，它已经提供了一系列新的发现，这些最初的发现正在促使科学家们重新考虑他们的木星形成理论和行星演变过程的特性。这些新发现包括：

（1）探测器经过的木星大气层区域比预想的要干燥，与1979年从木星飞过的“旅行者”号航天器发回的数据所作的推测相比，水含量要少得多。

（2）探测器的仪器发现，虽然个别雷电的能量比地球上类似的雷电能量大10倍，但总的来说，在木星上的雷电量是地球上同样大小区域发生雷电量的1/10。

（3）探测器对木星南端的大气层进行了探测，并未发现多数研究者一直认定的三层云结构，而仅仅是有一个特殊的云层（按地球的标准说就是稀薄的云层）被观察到。该云层可能是含氨和硫化氢的云层。过去曾推测它由3个云层组成，上层是氨晶体层、中层是氨和硫化氢层、下层是水和冰的晶体组成的薄层。

（4）最有意义的是，在木星大气层中氦和氢的含量比例已和太阳相当，这说明，自木星数十亿年前形成以来，基本成分没有改变。在行星演化理论中，氦与氢质量之比是一个关键要素。对太阳而言，氦值约为25%，对探测器氦含量监测仪得到的结果进行的更全面的分析，已经把木星的这一数值提高到24%。“伽利略”号探测器项目科学家里查德·扬说，被改变的氦含量意味着，重力引起的朝向内部的氦沉积并不像在土星上发生的那样快。对土星氦氢质量比的估计值为6%，于是可以确定，木星的温度比土星的温度要高得多。

（5）木星大气探测器在穿过稠密的木星大气层时探测到极强的风和强烈的湍流，木星风的位置始终比探测到的云层要低得多。这就为科学家们提供了证据，说明驱动木星大量的有特色的环流现象的能源可能来自这颗行星内部释放的热流，而不是像过去预想的是照射木星上层大气的阳光，或者是位于木星大气层中部的水蒸气引起的化学反应产生的热能。据科学家分析，在木星上，天气的影响范围也许不止在木星表面，在热力驱动下，风从这颗行星的云端一直刮到它充满气体、翻滚搅动的表面下16000千米处。木星风即使在云层下161千米处（这是探测器所能探测的最深处）速度也超过644千米/时。

（6）探测器还发现了一个新的强辐射带，大约在木星云层上方5万多千米没有雷电的地方。在探测器高速进入木星大气层阶段，对大气层上部进行的测量结果显示，大气密度比期望的要大，相应的温度也比预先估计的要高。

“伽利略”号轨道飞行器于1997年12月7日向地球发回最后的信号，然后飞进木星大气层烧毁。

探测彗星

太阳系里的彗星，大部分在远离太阳的极其寒冷的地方出没。彗星上保存着太阳系形成早期的最原始的物质，可是，彗星究竟是由什么物质组成的，我们对此只有猜测而不能定论。

“星辰”号探测器

为了采集彗星的原始物质，1999年2月，美国航天局派出了“星尘号”探测器，它在2004年与一个叫“怀尔德2号”的彗星相遇。“星尘号”探测器是一个质量达385千克的机器人，在地球引力的帮助下，它将穿越4．8千米的彗星轨道平面和彗星相遇。在相遇之时，“星尘号”准备伸出一只用气凝胶构成的巨型“手套”，从彗尾处收集星体物质，将它装在返回舱里，带回地面。这是人类第一次从地—月系统外收集到的天体标本。

与此同时，一项更加激动人心的探测并登陆彗星的计划也开始酝酿。

一位名叫布莱思·缪尔黑德的美国科学家，设计了这样一个奇思妙想，他准备派遣一个叫“深空4号”的探测器，在距地球几亿千米外的一颗名叫“坦普尔1号”的彗星上登陆。

“坦普尔1号”彗星每隔5年半绕太阳一周，它的轨道直径大约是6千米。尽管科学家相信彗星是由冰和尘埃组成的，可是在没有采集到彗星的实样以前，总是一个未知数。科学家设想，彗星表面的质地在棉絮和混凝土之间，因此为登陆器设计了一个类似鱼叉的装置。如果彗星的表面坚硬，鱼叉就锚定在它的表面；如果彗星表面柔软，鱼叉就会完全陷入彗星表面，然后展开一把小小的金属伞，以便固定在那里。

“深空4号”于2003年4月发射升空。在发射2年半以后，探测器与“坦普尔1号”彗星相会。然后，在彗星的周围逗留115天，寻找登陆点。

“星尘号”探测器的取样和“深空4号”探测器的登陆，谱写了人类探测彗星的新篇章。目前探测工作正在进行中。

2005年7月4日，美国宇航局的“深度撞击”探测器对“坦普尔1号”彗星进行轰炸性探测，然而，“深度撞击”探测器在完成轰炸后由于受到爆炸激起的大量尘埃和彗星碎片的干扰却没有拍摄到所炸出的弹坑的详细照片。后来，当爆炸尘埃和烟雾消散时，探测器却已经远离了“坦普尔1号”彗星。科学家们没有放弃研究，继续计划对彗星的探测。

彗星撞击木星

1993年3月，美国天文学家苏梅克夫妇和利维发现了一个特殊的彗星，命名为苏梅克—利维9号彗星。这个彗星原是一个整体，发现时早已破裂成20多个碎块，成一字排开，首尾延伸16万千米以上，有人形象地称它为“彗星列车”，或称它是挂在太阳系脖子上的一串“项链”。发现彗星2个月之后，美国哈佛—史密松天体物理中心的天文学家就做出了预报：苏梅克—利维9号彗星由于碎裂而改变了原来的运行轨道，现正朝着木星的方向飞奔而去，将于1994年7月下半月接连撞击木星。

前所未闻的特殊天象，又在1年多之前就做出了精确的预报，经过新闻媒介的宣传，一下子引起了全球的轰动，各国各界人士都在期待着一睹这千载难逢的宇宙奇观。1994年7月17～22日，苏梅克—利维9号彗星如期与木星相撞，共撞击12次，撞击点18个，彗星以自身毁灭为代价，在整个撞击过程中释放的全部能量大约相当于40万亿吨梯恩梯炸药（三硝基甲苯）的能量。

彗星撞木星景观（计算机模拟）

对彗星撞击木星事件的观测，意义是非常深远的，一方面它帮助我们进一步认识木星；更重要的一方面是它提醒我们，地球也面临着会发生这类碰撞的威胁，人类应该采取及时的、有效的对策和措施。