封面照片说明

2012年8月6日,"好奇号"火星探测器顺利进入飞往成功降落在火星的轨道表面。该探测器是2011年11月26日发射的,被认为其重要性与哈勃太空望远镜相当。"好奇"号重量超过900千克,动力由一块核电池提供。该系统主要包括:一个装填钚238二氧化物的热源和一组固体热电偶,可以将钚238产生的热能转化为电力。系统设计使用寿命为14年,足以为"好奇"号上同时运转的诸多仪器提供充足能     

凤凰号火星北极探秘

2007年8月4日,美国航空航天局（NASA）成功发射“凤凰”号火星探测器。它在经历了6．8×100千米航行之后,于2008年5月25日19：53（美国东部时间）,在火星北纬68°、东经234°的瓦斯蒂塔斯．伯里利斯（Vastitas Borealis）平原上成功着陆,这里是48千米宽的低浅山谷中,地势较为平坦。它着陆时,欧洲“火星快车”捕获到它当时发出的尖叫声。由于多普勒效应,“火星快车”远离“凤凰”号时,就像听到经过的火车的鸣叫,声音发生明显变化。“凤凰”号上安装了一个麦克风,目的是录下该探测器降落时的声音。     

火星空间环境磁场探测研究——"萤火1号"磁强计的研制与应用

文章介绍了"萤火1号"卫星对火星空问环境磁场进行探测的目的、意义及采用的方式方法.研究火星的空间环境离不开火星磁场,它对于火星弓激波、磁鞘、电离层、大气等绝大多数空间环境效应都有着深刻的影响,因此"萤火1号"卫星安装了一台重要的科学探测载荷--高精度磁强计,以满足科学研究和应用目标的需求.磁强计从原理选择到具体没计,都考虑到了火星轨道严酷的工作环境和科学目标所需的测量要求.通过"萤火1号"装星前的地面标定测试实验,验证了高精度磁强计可以在-140-75℃温度范围内测量±256nT以内的磁场,分辨率达到了0.01nT,带宽内总噪声小于0.03nT,能够胜任"萤火1号"对火星空间环境探测的科学任务."萤火1号"火星探测器将于2011年与俄罗斯的"福布斯-土壤"一同飞往火星,这是人类送往火星最精密的磁场探测器之一,将对火星空间环境磁场结构和动力学过程进行精密而详细的探测.     

用于"萤火1号"火星轨道器的开环电测技术

中国首个火星探测器"萤火1号"计划于2011年和俄罗斯的火卫一采样探测器一道发射升空."萤火1号"将探测火星的空间环境,并验证深空导航测控与通信技术.与常规的火星探测任务不同,该探测器的轨道与位置测量主要利用天文甚长基线干涉测量技术、开环跟踪测量技术、差分单程测距测速技术、同波束干涉测量技术以及单程多普勒(Doppler)测速技术.     

嫦娥四号对我国空间科学国际合作模式的启示与展望

正1.引言我国完全自主实施的探月工程又名嫦娥工程,是中国航天迈向深空探测零的突破。自2004年1月正式立项以来,我国先后成功发射了嫦娥一号、二号、三号、五号T1试验器和四号任务,实现了"五战五捷",成为人类进入21世纪后月球探测活动的重要力量。深受世人瞩目的嫦娥四号任务实施了两次发射,2018年5月21日发射"鹊桥"号中继星;由"玉兔二号"巡视器和着陆器组成的嫦娥四号探测器于2018年12月8日从西昌卫星发射中心升空,     

聚焦水星:"信使"号的太空之旅

 2004年8月3日,美国宇航局成功发射了"信使"号水星探测器,开始了炎热的水星之旅。按照预定计划,"信使"将于2011年3月抵达预定的环绕水星的轨道,它将围绕水星进行为期一年的科学探测。"信使"携带的多种科学仪器,将对水星的表面、内部、大气、磁场以及附近的空间物理环境进行综合考察。科学家们期待着信使号谱写空间科学时代行星物理学的新篇章。     

迈向火星的第一步——中国科学院物理研究所“火星，我们来了”主题讨论侧记

<正>"日月安属?列星安陈?"——屈原《天问》千年以来,人类在仰望火星。古代的人们时常在夜空中望见一颗红色的行星,亮度常变而轨迹复杂。"荧荧火光,离离乱惑",被称为"荧惑"的火星在某些天象中或许是某种灾祸的化身。现代科学告诉我们,火星是地球的近邻,位于地球的外侧,无论是自转周期还是季节性气候变化,火星与地球都有着很大的相似之处。火星不仅引发了人们科学观测和科学研究的巨大兴趣,也成为许多科幻小说、     

用于火星电离层探测的星-星无线电掩星技术

火星和地球类似,周围束缚了不同密度的电离层.利用无线电掩星技术可以对火星电离层进行观测.星-地无线电掩星在探测精度和探测区域方面都受到一定的限制.中俄联合火星探测计划将于2011年10月一箭双星发射俄罗斯的Phobos-Grunt探测器和中国的萤火1号火星探测器.该计划将开展国际上首次火星电离层的星-星无线电掩星观测试验,重点是对星-地无线电掩星无法观测的正午和子夜区域的火星电离层进行探测.星-星无线电掩星观测试验采用双频工作模式,接收机灵敏度为-145dBm,相位测量精度优于5%周.在地面对接收机进行了动态模拟测试,测试得到的相位数据能很好地反演出火星电离层电子密度廓线.     

火星车载激光诱导击穿光谱仪(MarsCoDe)在轨定标样品选取研究

我国首次火星全球遥感与区域巡视探测任务已获批立项,首个火星探测器也即将前往火星。为满足火星物质成分分析的需求,我国研制了不同类型的火星物质成分分析仪器,其中包括火星表面成分探测仪（MarsCoDe）,应用了激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）。火星表面覆盖尘埃,探测仪器想要准确获取火星尘埃之下的物质成分,必须剥去尘埃或者进行破坏从而深入岩层取样。LIBS可以用激光烧蚀待测物体表面,获得深部物质光谱信息,在火星表面探测中具有其他仪器无法取代的优势。LIBS在火星探测中几乎适用于探测每一个元素,包括轻元素H,Li,Be,B,C,N,O等,帮助寻找有机物和含水地质过程的证据。由于LIBS在火星环境工作,等离子体的物理性质与地球上完全不同。为了确保火星车载LIBS返回数据的光谱质量,需要对LIBS在着陆后开展在轨定标。借助火星车的携带在轨定标样品,对探测数据进行在轨定标,确保返回数据的可靠性。定标样品的选择是一项十分重要的工作,存在仪器工程条件限制、定标样品类型的代表性、元素成分分布范围、样品稳定性等多种考虑因素,需满足科学任务的同时达到加工工艺要求。总结了国外已有的火星车载LIBS在轨定标的研究进展,重点分析了LIBS在轨定标样品选择依据、国外选择样品的优缺点,并总结经验提出了几点建议,为我国在轨定标工作提供参考。对火星探测数据的正确解译,对未来研究火星的起源、火星的长期地质演变过程等具有重要的科学意义。     

"火星快车"下视雷达对火星电离层探测简介

火星是近年来深空探测的热点,对火星电离层的观测和研究是火星探测的主要内容之一.欧洲航天局2003年发射了火星探测器"火星快车",它所搭载的下视雷达MARSIS(火星地表和电离层探测雷达)为火星电离层探测提供了大量数据,文章简单介绍了利用MARSIS探测火星电离层的基本原理,探测数据的结构和利用这些探测数据进行电离层研究的现状.     

嫦娥四号对我国空间科学国际合作模式的启示与展望

 我国完全自主实施的探月工程又名嫦娥工程，是中国航天迈向深空探测零的突破。自2004年1月正式立项以来，我国先后成功发射了嫦娥一号、二号、三号、五号T1试验器和四号任务，实现了“五战五捷”，成为人类进入21世纪后月球探测活动的重要力量。深受世人瞩目的嫦娥四号任务实施了两次发射，2018年5月21日发射“鹊桥”号中继星；由“玉兔二号”巡视器和着陆器组成的嫦娥四号探测器于2018年12月8日从西昌卫星发射中心升空，2019年1月3日顺利在月球背面预选区着陆，由多个国家和国际组织参与的科学探测任务陆续展开。     

封底照片说明

 火星是太阳系第四颗行星,因为它是太阳系中与地球最相似的行星,长久以来一直是人类关注的对象。随着科学技术的迅猛发展,特别是从70年代开始多个火星探测器飞抵火星,使得火星神秘的面纱慢慢打开。     

激光技术使火星数据传输速度提高10倍

美国宇航局打算在2009年向火星发射火星探测器(Mars Telecommunications Orbiter)，该探测器将首次装备远距离通讯激光装置。美国宇航局科学家声称，利用红外激光可以使从火星轨道向地球传输数据速度比现有传送器快10倍甚至百倍。     

封底照片说明

<正>去年12月19日,由欧洲空间局研制的"盖亚"探测器搭乘俄罗斯的"联盟"号火箭发射升空。"盖亚"号重2t,耗资20亿英镑,预计这次太空任务历时5年。"盖亚"探测器搭载了被喻为"盖亚之眼"的十亿像素阵列的超级相机,是欧洲空间局打造的拥有前所未有观测分辨率的数字成像系统。科学家试图通过其超级相机探测器绘制银河     

火星重力场研究现状及发展趋势

针对近年来月球与火星探测成为各航天大国的热点,以及中国首个火星探测计划"萤火1号"拟定的科学研究目标,文章对火星重力场模犁的历史、现状及展望做了简要描述.文中首先探讨了火星探测的多重意义和火星重力场在火星探测中起到的重要作用;接着介绍了火星重力场模型发展的历史和现状;最后介绍了利用中国"萤火1号"轨道跟踪数据对火星重力场模型的可能贡献,在此基础上对中国未来火星重力场探测提出了设想.     

探寻生命的踪迹——火星

正一、"血"与"火"的行星如果说地球是太阳系行星中最难写的,那火星毫无争议可以坐上第二把交椅,不仅同样有资料太多的问题,而且还有一个很要命的特点,那就是不断有新的探测器造访火星,甚至老探测器的资料也还在持续发掘和整理之中。由此造成的后果,是时不时就会冒出个新闻发布会,披露点新信息,使旧文章遭遇尴尬。怎么办呢?还是老一套,挑一个特殊视角来写。     

今日国外物理

 1 日本将发射首枚火星探测器据《世界科技译报》报道,经日本空间活动委员会(SAC)批准,于1996年发射首枚火星探测器“行星B”,使日本成为继美国和前苏联之后将探测器送上火星的第三个国家.同时获准项目包括“快车”试验,即于1993年在太空失重状态下对回收材料的无人装置进行试验,及1996年发射工程试验卫星ETS-7二大项目.     

保守的革命者

正1999年5月22日,在杨振宁于纽约州立大学石溪分校荣休学术讨论会的晚宴上,曾与杨振宁共事多年的著名数学家和理论物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)教授作了题为《保守的革命者》的演讲,杨振玉、范世藩夫妇曾将其译成中文发表于《二十一世纪》(香港)1999年8月号。2021年9月转载于"赛先生"微信公众号。鉴于该文的重要价值,经译者授权,本刊再次发表(个别文字稍作修改)。     

开环多普勒技术用于火星快车的观测验证

利用中国甚长基线干涉(very long baseline interferometry,缩写为VLBI)网天线资源以及"嫦娥一号"(Chang'e-1,缩写为CE-1)32星观测试验,首次实现了中国深空任务的开环多普勒测量.这一新的测量技术应用于欧洲航天局(European Space Agency,缩写为ESA)的"火星快车"(Mars Express,缩写为MEX)探测器的观测实验中.实验结果显示,在1s积分情况下,开环多普勒(三程)测量精度随机误差达到1mm/s,这一精度与通常的闭环多普勒(双程)水平相当.开环多普勒(三程)数据已经开始尝试用于卫星的定轨,今后有关开环多普勒数据的科学应用也在准备中.     

探路者号火星探测器气动热和传热耦合分析

本文建立高超声速气动热和结构传热的松耦合计算方法,以探路者号火星探测器为研究对象,开展了探测器高超声速气动热和结构传热的耦合计算研究,分析了探测器进入条件下某轨道点上气动加热和结构传热机理。耦合计算表明,随着时间的推进,表面结构温度逐渐升高,壁面热流相对降低,表面趋向辐射平衡温度。因热防护系统结构传热时间尺度长于飞行器进入过程总时间,探测器进入的真实过程滞后于辐射平衡过程。耦合研究表明,使用耦合计算方法能较好地再现真实的气动加热和结构传热过程。