“维京”来了

对征服火星来说，飞掠一瞥和环绕大椭圆轨道进行远距离观察显然不能让科学家满意，最重要的还是登陆火星。在登陆火星方面，苏联是先行者，但上天并没有眷顾。科学没有国界，苏联1973年四次火星探测活动失败，让全世界研究火星的科学家和工程师感到痛心。科学家们不断思考如何解决问题，提高现有技术。在科学家们的不断努力下，火星探测终于又出现了曙光。1975年的探测窗口期迎来了20世纪最成功的一次火星探测任务。在苏联火星3号之后，有两个探测器再次在火星上软着陆，并获得了真正的成功，这就是美国著名的“维京计划”。

维京海盗：数亿千米的征途

想必大家已经明白，这次探测活动的名称来源于大名鼎鼎的维京人，这个北欧民族曾经在欧洲海域有上千年的冒险经历。“维京”本义指来自北欧海湾地区的人，他们大部分从事商业贸易、海上运输等工作，但最出名的是海盗。“维京”在中世纪很多欧洲国家等同于“海盗”一词。历史进入近现代后，维京人与生活在大不列颠等地区的其他欧洲民族不断融合，“维京”和“海盗”逐渐不再是负面词汇了。如今，维京海盗还成为北欧人的精神象征。用维京为这次的火星探测活动命名，是希望探测器像维京人一样，不畏惧此前的失败，勇往直前。

与苏联的火星2号和火星3号相似，维京1号和维京2号都包括一个在轨飞行轨道器和一个着陆器，总重达3.5吨，其中着陆器为600千克。同时，它们还配备了大量科学仪器，以便对火星表面进行深入研究。这是美国首次对登陆火星进行挑战，项目极其昂贵，20世纪70年代的登陆火星计划花掉了10亿美元，相当于现在的50亿美元，让人咂舌。而我们不得不感慨，苏联几次失败的尝试造成了巨大浪费。

两个维京号火星探测器分别于1976年6月19日和8月7日先后抵达火星。不同于火星2号和火星3号在抵达火星后轨道器和着陆器立即分离的方案，维京号的轨道器和着陆器共同进入环绕火星的大椭圆轨道。一个月后，维京号的轨道器和着陆器才择机分离。轨道器留在大椭圆轨道，着陆器执行登陆任务。事实证明，这是更为优秀的方案。维京1号和维京2号原先计划的登陆时间都曾经被推迟。如果时间没有冗余，必须强行分离，或许登陆成功与否还是未知数。不过，维京的这种整体入轨方案难度也增加很多。任何事物都有正反两面，只能根据具体情况权衡利弊。

在漫长的任务期内，两个维京轨道器进一步发现火星表面有很多地球上常见的地貌，如沙丘、岛屿（虽然没有水）、高山，甚至流线型的冲刷区域。这证明，至少在远古历史上，火星存在过由液态水组成的海洋和湖泊。维京号轨道器的相机大大优于前辈，拍摄了很多经典照片。

1976年7月20日，维京1号着陆器成功在火星软着陆，恰好是人类首次登月（1969年，阿波罗11号）的纪念日；9月3日，维京2号着陆。着陆器抵达火星表面，它们可以直接地、细致地分析底层大气和火星土壤，能够获取关于火星的第一手资料，更让人充满期待！

对科学家来说，这两个着陆器的能量来源曾经是很大的考验。无论苏联还是美国的探测器，都经历过遇上火星沙尘暴，导致轨道器的照相设备无法拍到火星表面的情况。苏联火星2号的轨道器没有熬到沙尘暴完全退去。从能源供应方面考虑，沙尘并不会干扰火星大气之外的轨道器，它们可以通过太阳能电池板获得能量。毫无疑问，降落到火星表面的着陆器要面对能量来源的重大挑战。人们当时认为，沙尘会阻挡绝大部分阳光，太阳能方案可行性不大。

科学家给出的解决方案是使用核能。在自然界和人工环境下，一些元素拥有同位素。这些同位素并不稳定，会逐渐衰变，释放出一定的热量。在这种情况下，可以使用一种叫作热电转换器的装置，把这些热量收集起来转化为电能。这种系统叫作放射性同位素发电机，俗称核电池。这种电池的热电转换效率并不高，但由于具有超高能量密度，支持超长工作时间，远超普通燃料电池和蓄电池，有着无法被取代的地位。例如，人工心脏需要电源支持，而医生不可能经常给患者开刀更换电池，能稳定工作几十年的核电池显然优势明显。

两个维京号着陆器就使用了用放射性元素钚-238制作的核能电池来获得能量。钚-238是一种半衰期长达88年的同位素，在理论上足够工作几十年时间，能够在其他硬件失效前持续稳定为着陆器提供能量。这种核电池还被用于很多耳熟能详的太空探测计划，特别是无法直接使用太阳能的计划。例如，最终目标飞出太阳系的先驱者10号、先驱者11号、旅行者1号、旅行者2号和新视野号五个探测器。旅行者1号和旅行者2号甚至已经在宇宙深处工作了42年之久，正是核电池使它们具有了超长的工作时间。中国的嫦娥4号和玉兔2号就测试了放射性同位素发电机。

这里需要说明的是，钚-238是生产核武器的重要原料钚-239的副产品，二者作用迥异，前者造福人类，后者却给人类带来灾难。幸运的是，“冷战”结束后，世界局势总体平静，核武器的生产基本陷入停滞。不幸的是，现在航天探测活动能够使用的钚-238越来越少，导致很多深空探测任务受到限制。

苏联的火星3号着陆器曾经有几十秒的“成功”，而两个维京号着陆器取得的成就却是空前的。在核电池支持下，它们实际工作的时间远超计划中的数月。维京1号着陆器竟然正常工作了2306个地球日，超过计划时间6年才结束任务，而最终任务结束的原因是由于地面控制中心发出了错误指令，使其含恨而终。维京2号运行的时间稍短，也长达1316个地球日！

遗憾的是，虽然两个着陆器详细分析了火星土壤成分，但并未给出直接证据，证明火星表面存在有机物质。此外，火星地表的大气情况和较弱的磁场也很难让生命存在，这似乎更加肯定了火星上不存在生命的观点。美国科学家原先对维京号期望很大，甚至担心着陆器会携带地球微生物抵达火星，从而污染火星环境。在出发前，两个维京号探测器都经过了七天七夜的高温消毒灭菌。维京号最终的探测结果却让科学家们感到有些失望。

对普通民众而言，他们的想法和科学家并不相同。由于巧合，维京号反而让他们更相信火星上“有人”。一张“人脸”照片在大众中广为流传，成为火星存在生命的“有力证明”，这是维京1号轨道器拍摄的一张火星照片。照片拍摄地点位于火星塞东尼亚区，这里是多巨石和小山的丘陵地带。

这张“人脸”很快被维京号轨道器后续拍摄的照片证明是错觉。后续的人类火星探测器更是把所谓“人脸”360度无死角全部拍遍，证明了这一结论。科学家意识到，这不过是阳光照到小山或岩石上展现的光影效果而已。但是，兴奋的大众可不相信这些所谓的科学权威结论。各种阴谋论和火星人存在的说法一时广为流传，甚至有人为苏联火星3号着陆器的失败找到原因——火星人干扰。在维京计划结束后，因资金匮乏，探测火星的活动进入低潮，却被公众解读为“地球人被火星人警告后再也不敢涉足火星”。热爱科学的公众的确想象力丰富，也很执着。刘慈欣《三体》火遍大江南北之后，随便听到点天文新闻，就有人惊恐万分地说：（外星人发来信息）“不要回答！不要回答！不要回答！”其实，他们并不知道，也不在乎新闻里到底说了什么，就是图个乐子而已。

科学家们发现，这种阴谋论反而是一种“宣传”，能激发无数人关注火星，有助于火星科研活动取得资金支持。关于太空探测的谣言很多，阿波罗飞船登月“造假”的阴谋论也是经典案例，各种版本层出不穷。后来，科学家们“不再”公开大量辟谣了，可谓巧妙利用了公众的猎奇心理而求得关注。科学家们当然希望传播正确的信息，只是辟谣无效，而民间的阴谋论却越来越夸张。对于自己完全无法解释，感觉不可思议的东西，很多人都会有自己的一套逻辑。各种传说故事，或许满足了大众的文化心理需求，让人们对生活不再感到枯燥。

作为当时最为成功的两个火星着陆器，维京1号和维京2号的着陆地点被用来向两位科学家致敬。维京1号降落的地点被叫作“托马斯·马奇纪念碑”。托马斯·马奇是布朗大学教授，领导维京计划着陆器地表相机图像处理小组。他在1980年征服喜马拉雅山脉的嫩贡山后，在下山途中坠落山崖，从此消失。维京2号降落的地点被叫作“杰拉德·索芬纪念碑”。杰拉德·索芬是负责维京计划着陆器项目的科学家，也是著名的科普教育作家。每个成功的辉煌背后，都有无数人在默默奉献，这些人永远值得怀念。

20世纪70年代，美国和苏联逐渐停止了太空竞赛，维京计划这种耗资巨大的火星探测项目逐渐被砍掉。从当年的各种研究结果看来，火星似乎没有生命存在的可能，进一步验证的难度颇大，投入与产出不成比例。在维京计划之后，直到20世纪90年代，美国停止了对火星的探测。

一个时代的辉煌戛然而止。

火卫一：苏联航天最后的噩梦

此时又到了苏联探测火星的悲情时刻，而这是苏联最后一次出现在火星探测活动中。

经历1973年的四次惨败后，苏联曾经一蹶不振，一度放弃探测火星，在苏美暂停太空竞赛后更是如此。一向不服输的苏联人当然不甘心失败，毕竟此前他们曾经领先美国人，只是最终没有成功而已。苏联科学家依然在努力总结经验教训，继续攻克技术难关，准备迎接下一次挑战。

通过前文，大家想必已经对人类早期的火星探测活动有了简单总结：人类实现了对火星大气、磁场、重力场、地貌、地表、地质等全方位的研究，但还有一点没有攻克：火星的两颗卫星。在维京计划期间，维京号轨道器观察过这两颗卫星，而苏联人提出了一个更加大胆的方案：登陆火卫一。火卫一的引力极其微弱，探测器登陆难度极大，可这对一向挑战高难度航天任务的苏联人而言并不是问题：如果不难，为什么要做？

苏联的科学家和航天工程师，是一群极其值得尊重的人。他们永不服输的冒险精神，是人类最为宝贵的财富之一。第一个从树上下来的古猿，第一个走出西奈半岛的晚期智人，第一个跨过白令海峡的远古亚洲人，都是这个样子。他们的牺牲与坚持，换来了后世人类的荣光。

秣马厉兵15年，1988年7月7日，福波斯1号从地球出发。5天后，它的姊妹福波斯2号从地球出发。每个福波斯号探测器都包括一个火星轨道器和两个着陆器，一个着陆器能够在登陆火卫一表面后移动采样，相当于火星（火卫一）车，另一个则像维京号一样定点观察。在经过15年积累之后，福波斯号配备的仪器数量更是惊人，几乎集此前苏联所有火星探测器之大成。最终，每个福波斯号探测器重达6.2吨，这是当时人类往深空发射的最重的太空探测器。苏联科学家未受此前失败影响，依然把解决高难度科学问题放在第一位。

然而，福波斯1号在出发一个多月后，在9月2日失联，消失在茫茫宇宙中。

福波斯2号成为苏联探测火星的最后希望。幸运的是，福波斯2号在1989年1月29日成功抵达火星，进入环绕火星轨道。随后，福波斯2号逐渐调整轨道，逼近目标火卫一。3月27日，它开始对火卫一的细节进行拍照，并逐渐靠近。按照原计划，福波斯2号能够在距离目标50米时，释放两个着陆器。

恰在此时，福波斯2号与地球的控制中心失联了！它也许滑入了深空，也许撞在火星表面粉身碎骨了。

福波斯计划是苏联航天最后的辉煌，在成功即将到来时戛然而止，最终以悲剧谢幕。

1991年12月25日，苏联解体，这一超级航天大国就此消失。失去竞争对手的美国也逐渐失去了继续探测火星的动力。苏联把接力棒交给了后来的俄罗斯。事后证明，这个接力棒犹如诅咒，俄罗斯火星探测的梦魇，也就从那时开始。

正如维京号着陆器拍摄的火星日落一样，那是一种“伟大的荒凉”。对火星的探测，前无古人，充满了人类的激情和梦想。在巅峰时刻，火星探测活动却转身跌入了昏暗中。火星的回复一次又一次让人失望，人类并没有在那里找到任何生命的痕迹。

火星的无人探测时代到此告一段落。现在，人类依然是太阳系乃至宇宙中孤独寂寞的智慧物种。宇宙这么大，好像还是只有我们自己。