探測(cè)器列傳：19.水星一日。金星只比地球小一點(diǎn)，直徑是地球的95%，如果等比例縮放，總質(zhì)量應(yīng)該是地球的85%，但是金星的總質(zhì)量只有地球的81.5%，所以金星比地球的密度略略小了一點(diǎn)。所以行星的內(nèi)核往往是分層的，水星內(nèi)核也不例外。對(duì)了，說(shuō)到雷達(dá)波，科學(xué)家們還用雷達(dá)波探測(cè)到了水星的自轉(zhuǎn)速度，因?yàn)槔走_(dá)波信號(hào)被水星旋轉(zhuǎn)的表面所反射，造成多普勒頻移，從這個(gè)信號(hào)就可以計(jì)算出水星的轉(zhuǎn)速。蘇聯(lián)人探測(cè)金星總是比探測(cè)火星做得更好。

盡管火星2號(hào)和火星3號(hào)兩個(gè)探測(cè)器也給火星拍了幾張照片，但是沒(méi)有大的科學(xué)成果。他們打算在這一年發(fā)射4個(gè)探測(cè)器，金星4號(hào)和5號(hào)是環(huán)繞器，繞著火星拍照片，金星6號(hào)和7號(hào)是著陸器，探測(cè)器本體不環(huán)繞火星，直接飛掠而過(guò)。探測(cè)水星很麻煩，因?yàn)樘綔y(cè)器飛向內(nèi)太陽(yáng)系，其實(shí)是個(gè)向下掉的過(guò)程，在太陽(yáng)引力作用下，探測(cè)器很難減速，路過(guò)水星也無(wú)法被水星微弱的引力捕獲。極紫外探測(cè)器對(duì)水星大氣進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)水星幾乎就沒(méi)有大氣層。

其實(shí)啊，土星環(huán)的縫隙還不止這兩道，你仔細(xì)去看，土星環(huán)就像是唱片一樣，密密麻麻的充滿了細(xì)微的紋理。因此可以借助土星的引力拐彎，從斜上方進(jìn)入，從A環(huán)的外側(cè)拐發(fā)夾彎，第一次斜插過(guò)土星環(huán)，探測(cè)器過(guò)了土星環(huán)以后，方向就已經(jīng)拐回來(lái)了。土星有磁場(chǎng)嗎？1979年9月2號(hào)凌晨0:36分，先驅(qū)者11號(hào)以每小時(shí)11.2萬(wàn)公里的速度疾馳而過(guò)，這個(gè)過(guò)程發(fā)生在土星背后，地球上是收不到信號(hào)的，所以穿過(guò)土星環(huán)的具體時(shí)間實(shí)際上來(lái)自于推測(cè)。

探測(cè)器列傳：16.先驅(qū)者11號(hào)。先驅(qū)者10號(hào)的重量只有兩百多公斤，這個(gè)探測(cè)器其實(shí)很小所以根本沒(méi)有足夠的燃料用來(lái)剎車，也就沒(méi)辦法進(jìn)入環(huán)繞木星的軌道，那么如果要盡量多探測(cè)一下木星，盡量多繞半圈，因此借助引力繞的這個(gè)發(fā)夾彎就非常的彎了。如果去木星的兩極，探測(cè)器必定是斜著飛過(guò)去，再繞過(guò)木星，借助引力彈弓扔出來(lái)的時(shí)候，先驅(qū)者11號(hào)也就不可能保持在太陽(yáng)系的黃道面上了。先驅(qū)者11號(hào)一拐彎，就逐漸脫離了木星的引力范圍。

NASA后來(lái)采納了這個(gè)建議，NASA的艾姆斯研究中心提出了一個(gè)銀河系木星探測(cè)器計(jì)劃，發(fā)射兩顆探測(cè)器，一前一后，穿過(guò)小行星帶探索木星。因?yàn)槟拘菑?qiáng)大的引力，先驅(qū)者10號(hào)繞著木星拐了個(gè)發(fā)夾彎，借著繞到木星后邊的機(jī)會(huì)，先驅(qū)者10號(hào)順便利用和地球的無(wú)線電通信，測(cè)量了木星大氣，而且還順便給木衛(wèi)二和木衛(wèi)三拍了照片。在先驅(qū)者10號(hào)靠近木星的期間，發(fā)現(xiàn)木星本身的輻射很強(qiáng)，是預(yù)期強(qiáng)度的10倍，結(jié)果先驅(qū)者10號(hào)的儀器出現(xiàn)了暫時(shí)的失靈。

上文書講到，在1971年的這個(gè)火星窗口期，美國(guó)人和蘇聯(lián)人各自發(fā)射了兩顆火星探測(cè)器，蘇聯(lián)人的火星2號(hào)和火星3號(hào)都發(fā)射成功了，美國(guó)人的水手8號(hào)發(fā)射沒(méi)幾分鐘就炸了，但是水手9號(hào)發(fā)射成功。水手9號(hào)剛一到火星，準(zhǔn)備好了，打開攝像機(jī)拍攝火星的照片，哪知道模糊一片，除了幾個(gè)山尖尖能識(shí)別，其他的一概看不清，原來(lái)，火星上刮了一場(chǎng)席卷整個(gè)火星表面的超級(jí)沙塵暴，所以啥也別想看了。火星沙塵暴想象圖。蘇聯(lián)發(fā)行的火星著陸器紀(jì)念郵票。

探測(cè)器列傳：13.月球車1號(hào)。所以，下一枚探測(cè)器月球17號(hào)的目標(biāo)就定為把一輛年月球車發(fā)送到月球表面，小車行駛范圍要比固定的著陸器大多了。所以，月球17號(hào)探測(cè)器本質(zhì)上就是一輛月球車和攜帶月球車降落的底座。蘇聯(lián)人為了精確計(jì)算這個(gè)月球車到底走了多少里程，他們?cè)谠虑蜍嚩亲拥紫卵b了第9個(gè)輪子，這第9個(gè)輪子很小，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)能力。月球上太陽(yáng)出來(lái)了，那么月球車就可以開始到處溜達(dá)，月球上的黑夜，月球車就必須趴窩休息了。

探測(cè)器列傳：12.火星上的冰。水手7號(hào)是正常了，水手6號(hào)上的一個(gè)冷卻裝置出克毛病，用來(lái)研究火星底層大氣的探測(cè)器也就沒(méi)辦法用了。大家在畫面上看到火星的南極極冠特別亮，因此臨時(shí)改變了計(jì)劃，讓水手7號(hào)從火星的南極上空飛過(guò)去，就是為了好好拍攝一下火星的極地冰層。不過(guò)這一次倒是利用探測(cè)器繞到火星背后的機(jī)會(huì)，利用地面無(wú)線電和探測(cè)器之間的通信，探測(cè)了火星大氣的折射率變化，也就間接測(cè)量的火星大氣密度的分層。

同期，蘇聯(lián)也發(fā)射了月球14號(hào)，這個(gè)探測(cè)器也是一個(gè)環(huán)繞器，這個(gè)探測(cè)器帶了輻射計(jì)，帶了實(shí)驗(yàn)用的齒輪機(jī)構(gòu)。蘇聯(lián)只能在無(wú)人探測(cè)器方面爭(zhēng)取找回面子，但是即便在無(wú)人探測(cè)器方面，他們也是不如美國(guó)的。再說(shuō)了探測(cè)器耐熱和耐壓的時(shí)間有限，你得趁著探測(cè)器壞掉之前，到達(dá)金星表面。美國(guó)人當(dāng)然也沒(méi)閑著，他們發(fā)射了水手6號(hào)和7號(hào)兩顆火星探測(cè)器，這兩顆探測(cè)器倒是成功了。趕在阿波羅11號(hào)發(fā)射之前3天，蘇聯(lián)人發(fā)射了月球15探測(cè)器。

探測(cè)器列傳：10.獨(dú)闖金星。金星4號(hào)的著陸器。所以，金星4號(hào)探測(cè)器釋放的著陸器幾乎是垂直砸向金星表面，金星的大氣又非常濃密，所以球形表面的燒蝕材料馬上就開始燃燒蒸發(fā)降溫。因此水手5號(hào)和地面的無(wú)線電聯(lián)系會(huì)被金星大氣所折射，利用無(wú)線電信號(hào)的變化，也就可以測(cè)量金星大氣的數(shù)據(jù)，利用無(wú)線電信號(hào)的遮擋，就可以精確的測(cè)量金星的半徑。既然知道大氣的密度了，也知道金星大氣又多厚了，那就可以算算金星大氣的總量了。

也講到了美國(guó)人的月球軌道器1號(hào)成功的進(jìn)入到了環(huán)繞月球的軌道，而且拍攝了大量高清晰度照片，這些照片都是先用膠片拍攝，然后用攝像管掃描成電信號(hào)，再傳回地面的。10月25號(hào)，月球12號(hào)進(jìn)入到了月球的軌道，過(guò)了幾天之后，月球12號(hào)開始對(duì)著月球拍照。經(jīng)過(guò)92個(gè)小時(shí)的飛行，軌道器2號(hào)也順利進(jìn)入環(huán)繞月球的軌道，這一陣子，有兩顆人類的探測(cè)器在同時(shí)繞著月球轉(zhuǎn)悠。當(dāng)時(shí)探測(cè)器距離月球表面46公里，距離哥白尼環(huán)形山240公里。

探測(cè)器列傳：08.月球軌道器。月球同步計(jì)劃主要解決兩個(gè)大問(wèn)題，首先是進(jìn)入環(huán)繞月球的軌道，蘇聯(lián)人的月球10號(hào)就是干這個(gè)用的。所以美國(guó)人啟動(dòng)了月球軌道計(jì)劃，要發(fā)射5枚探測(cè)器，給月球做一個(gè)高分辨率的全球地圖。月球軌道探測(cè)器都是NASA的蘭利研究中心負(fù)責(zé)，戈達(dá)德太空中心也深度參與。月球軌道器1號(hào)總共拍攝了42張高分辨率照片和187張廣角照片，這些照片覆蓋了超過(guò)500萬(wàn)平方公里的月球表面，完成了大約75%的預(yù)期任務(wù)。

距離月球8300公里的距離上，探測(cè)器開始調(diào)整姿態(tài)，盡量讓自己垂直于月球表面，在距離月球表面75公里的距離上，月球9號(hào)拋棄了用不著的設(shè)備，反推發(fā)動(dòng)機(jī)開始開火減速。僅僅兩個(gè)月之后，蘇聯(lián)人發(fā)射了月球10號(hào)探測(cè)器，這個(gè)探測(cè)器的主要目標(biāo)就是進(jìn)入環(huán)繞月球的軌道，正式成為月球的衛(wèi)星。當(dāng)然，如果距離月球很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，你把月球當(dāng)一個(gè)點(diǎn)問(wèn)題不大。月球的平均半徑1737公里，近地點(diǎn)距離月球表面350公里的高度，幾乎就是貼著月球的皮在飛。

水手4號(hào)拍攝的火星照片?；鹦堑谋w跟火星地表的水是息息相關(guān)的，水又跟生命活動(dòng)息息相關(guān)，所以這個(gè)問(wèn)題大家也很關(guān)心，如果將來(lái)人能夠登陸到火星上，能不能找到可靠的水源呢？既然說(shuō)到大氣層，第3個(gè)問(wèn)題就是對(duì)火星大氣的組分以及密度進(jìn)行探測(cè)，這就涉及到如果我們要派個(gè)無(wú)人探測(cè)器登陸的火星上該采用什么方法著陸，你到底是用火箭反推的還是用降落傘呢，這就跟火星大氣的密度緊密相關(guān)。從進(jìn)化史角度講，火星更像月球而不是地球。

探測(cè)器列傳：05.火星探測(cè)。上文書講到美國(guó)人的探月工程一連失敗了7次，好在金星探測(cè)器和火星探測(cè)器發(fā)射成功了。其實(shí)吧，那些年蘇聯(lián)人的成功率比美國(guó)人還慘，從1960年到1964年之間，蘇聯(lián)發(fā)射了21顆探測(cè)器，有去月亮的，有去金星的，有去火星的。但是水手3號(hào)探測(cè)器的燃料依然不夠，無(wú)法完成進(jìn)入環(huán)繞火星的軌道，只能飛掠而過(guò)。12月5號(hào)，水手4號(hào)完成了軌道修正，現(xiàn)在可以確保，探測(cè)器會(huì)從火星表面1萬(wàn)公里的距離上飛掠而過(guò)。

探測(cè)器列傳：04.否極泰來(lái)。所以JPL的工程師早早的就押著探測(cè)器上了路，運(yùn)輸過(guò)程還算順利。2月2號(hào)，徘徊者6號(hào)探測(cè)器以每秒2公里的速度到達(dá)距離月球表面2000公里的高度，按照計(jì)劃，高分辨率相機(jī)要開機(jī)傳回圖片。月球與行星實(shí)驗(yàn)室的人員也開足馬力，新鮮出爐的各種月球照片進(jìn)行逐一分析，因?yàn)檫@些分析都跟月球的起源和演化密切相關(guān)。就在這個(gè)檔口，從蘇聯(lián)傳來(lái)一個(gè)消息，蘇聯(lián)的月球9號(hào)探測(cè)器成功的實(shí)現(xiàn)了在月球上的軟著陸。

探測(cè)器列傳：03.水手2號(hào)。在距離月球14.6萬(wàn)公里的地方，需要調(diào)整一下姿態(tài)，探測(cè)器內(nèi)部有個(gè)陀螺儀，這個(gè)陀螺儀就是探測(cè)器的姿態(tài)基準(zhǔn)。順便，探測(cè)器還要測(cè)量一下金星的氣溫。發(fā)射了二十多天以后，在1962年的9月18號(hào)，探測(cè)器突然一歪，探測(cè)器內(nèi)部的陀螺儀倒是工作正常，最后還是慢慢的糾正了姿態(tài)，估計(jì)是被一顆微小的隕石給撞了一下，導(dǎo)致一時(shí)的姿態(tài)失穩(wěn)，這事兒在29號(hào)又發(fā)生了一次，但是好在有驚無(wú)險(xiǎn)，探測(cè)器依然自動(dòng)糾正了姿勢(shì)。

從1962年開始，柯伊伯他們?cè)虑蚺c行星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室也開始和地質(zhì)調(diào)查局合作，繪制月球的地圖，以及對(duì)月球上的地質(zhì)進(jìn)行研究。1958年，他們就發(fā)射了一個(gè)先驅(qū)者號(hào)月球探測(cè)器，目標(biāo)是繞月飛行。美國(guó)人的先驅(qū)者計(jì)劃還在繼續(xù)進(jìn)行，新探測(cè)器不在像陀螺了，而是一個(gè)直徑1米的金屬球體，周圍長(zhǎng)著三片太陽(yáng)能板，比先驅(qū)者0號(hào)那種探測(cè)器大多了。這個(gè)新版的先驅(qū)者探測(cè)器依然是流年不利，先驅(qū)者P1探測(cè)器失敗，P3探測(cè)器失敗，P30和P31探測(cè)器依然失敗。

番外篇：觀天巨鏡。這一次我做了一個(gè)講座，專門講了一下現(xiàn)在世界上的巨型天文望遠(yuǎn)鏡。我覺得這個(gè)內(nèi)容可以作為探測(cè)器列傳的一個(gè)番外篇吧。我很早就想講一下這些大望遠(yuǎn)鏡。但是內(nèi)容并不多。干脆就附加在探測(cè)器系列里面講掉算了。我現(xiàn)在就把講座的音頻整理出來(lái)，算作是一期內(nèi)容，大家可以先聽著。講太空望遠(yuǎn)鏡的時(shí)候肯定還要再涉及。

我們已經(jīng)參觀了撫仙湖畔的云南天文臺(tái)撫仙湖太陽(yáng)觀測(cè)站?？上Ю咸鞝敳唤o面子，當(dāng)時(shí)天上云比較多，我們也無(wú)法親眼看一看太陽(yáng)的色球?qū)?，不過(guò)呢，我們還是參觀了觀測(cè)站的兩臺(tái)太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，也從這兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡先前捕捉的數(shù)據(jù)看到了太陽(yáng)復(fù)雜而又多變的表面。對(duì)了，我們下午還冒著雨去挖了三葉蟲化石。這次比上次強(qiáng)，我挖到了兩塊三葉蟲的甲殼碎片，這東西其實(shí)是三葉蟲被奇蝦給吃了，最后吐出來(lái)的甲殼碎片，變成了化石。