| 词条 | 水手4号 |
| 释义 | 水手4号 (Mariner 4) 是一系列以飞越方式进行的行星际探险中的第四个，并且是第一个成功飞越火星的太空船。它回传了第一张火星表面的照片，并且是第一张从地球以外另外一个行星上拍的照片。同时，这张充满了陨石坑、死寂世界的照片，震惊了科学界。 基本资料名称： 水手4号 国家： 美国 任务目标： 执行近距离火星科学观测并将结果传回地球。其它的任务目标包括在火星附近执行行星际的地表及粒子测量并提供行长途星际飞行的工程技术的经验及知识。 太空船： Mariner-Mars 1964 太空船 质量： 260.68 公斤 行政单位及任务规划： JPL - NASA 发射载具： 宇宙神-阿金纳D 发射时间： 世界标准时间1964年11月28日14:22:01 发射地点： 卡纳维尔角空军基地第12号发射场 科学仪器/科学实验： 火星电视相机（Mars TV Camera） 氦气磁力计（Helium Magnetometer ） 宇宙射线望远镜（Cosmic-Ray Telescope） 掩星（Occultation） 天体力学（Celestial Mechanics） 简介第一次成功发往火星的行星探测器是美国1964年11月28日发射的“水手4号”。次年7月，“水手4号”飞近这颗 水手4号红色行星，距离表面9,846公里。该探测器摄取了22张火星的特写照片，它首次确认了火星表面陨石坑的存在。 结构水手4号太空船由八角形镁合金结构组成，对角线长度1270公厘，高度457公厘。上面有四个长度为6.88米的太阳能面板 including solar pressure vanes which extended from the ends. 上方亦置有一直径1168公厘的高增益碟形天线(parabolic antenna)。一个低增益全向天线(omnidirectional antenna)置于高增益天线旁的一2235公厘高天线杆。太空船总高度为2.89米。太空船底部的中间有一个电视相机（television camera）置于扫描平台（scan platform）上。八角形框架里容纳了电子器材、缆线、中途推进系统（midcourse propulsion system）、及姿势控制气体供应调节器。大部份的科学仪器置于框架的外面。科学仪器，除了电视相机之外，还有磁力计、尘埃侦测器、宇宙射线望远镜、（trapped radiation detector）、太阳等离子侦测器（solar plasma probe）及离子室(盖格计数器)。 电力由四个170 x 90厘米的太阳能面板里的28,224个太阳能电池提供，在火星上总共可提供310瓦电力。一个可充电的1200瓦小时的银─锌电池也可做操纵及备份用。单元推进剂联氨用来推进，借由装于八角形结构的一边上的1个4喷射翼片引导控制222牛顿马达 。姿势控制由置于太阳能板底部及3个回转仪的12个冷氨气喷嘴提供。太阳辐射压力翼片（ Solar pressure vanes）每片各有0.65平方米面积，附在太阳能板的尖端。位置资讯由四个太阳感应器、一个地球感应器、一个火星感应器及一个船底座α(老人星)提供。 通讯装备由一个双S频7瓦triode cavity amp/10 W TWTA 发射器及一个单接受器组成，可由低、高增益天线以8⅓ 或33⅓ 位元/秒速度传送及接收资料。资料也可储存于一个容量为5.24 MBits的磁带记录器（tape recorder），稍后再传送。所有的动作由一个指令子系统控制，可处理任何29个direct command words或三个quantitative word commands，实施中途操纵功能。中央处理电脑及定序器（sequencer）操作已储存的时间序列指令（time-sequence commands），以38.4kHz的同步频率做为时间参考。温度的控制借由使用可调整的天窗、多层隔热毯、铝护罩及表面处理达成。 任务发射后，包覆水手4号的保护罩被抛弃。世界标准时间1964年11月28日 14:27:23，Agena D/Mariner 4从Atlas D推进器分离。Agenea D的第一次燃烧从14:28:14至14:30:38，将太空船推到了地球停泊轨道（Earth parking orbit），第二次燃烧从15:02:53至15:04:28，将太空船投入火星转移轨道（Mars transfer orbit）。水手4号于15:07:09从Agena D分离并开始巡航模式运转。15:15:00，太阳能板展开，扫描平台拉开，16分钟之后获捕太阳（Sun acquisition）。 在包括一次1964年12月5日的中途操纵（midcourse maneuver）在内的7.5个月航程后，太空船于1965年7月14日、7月15日飞越火星。7月14日15:41:49 UT启动行星科学模式。相机序列从7月15日00:18:36 UT(7月14日美国东海岸时间下午7:18:49)以交替红绿滤镜取得21张照片及第22张照片的前21行。相片涵盖了火星地表上断续的长列，从接近40° N, 170° E到 35° S, 200° E， and then across to the terminator at 50° S, 255° E，相当于这颗行星的1%表面。最接近火星表面的距离为9,846公里，当时为1965年7月15日01:00:57 UT (7月14日美国东海岸时间下午8:00:57)飞越期间取得的照片储存于太空船上的磁带记录器中。02:19:11 UT，水手4号通过火星背面，无线电讯息因而消失。讯号于03:13:04 UT太空船重新出现后，再次取得。再度启动巡航模式。讯号再次取得后约8.5小时，磁带中的照片开始传回地球，并且一直持续至8月3日。所有的照片都传送两次以确保没有资料遗失或损毁。 太空船成功地执行了所有规划的活动，并且回传了有用的资料从发射至1965年10月1日，当时距离地球309.2百万公里而天线方向使讯号取得暂时停止。资料获取（Data acquisition）从1967年底回复。宇宙尘埃侦测器在9月15日的15分钟内记录了17次，这一场明显的微陨石雨暂时地改变了太空船姿势而且很有可能稍微损害了温度防护罩。后来推测太空船曾近距离飞越（估计20Gm）了粉碎的慧星 D/Swift或它的残骸。 12月7日，姿势控制系统里的气体已经用完了，接下来12月10日及11日发生了83次有记录的微陨石撞击，造成高度扰动及讯号强度的降低。1967年12月21日，与水手4号失去连络。 探测过程重量为260 kg的“水手4号”（MARINER 4）太空船，由ATLAS LV－3A运载火箭成功地自卡纳维尔角发射升空，首先进入环绕地球的轨道后，在朝向火星飞去执行火星探测的任务。 “水手4号”经过228d的长途旅行，于1965年7月14日飞抵距火星地表仅9846 km的高度，首度地摄取了21张火星近距离照片，涵盖了整个火星地表的1％。 所有影像之传输需经8.3 h始抵达地球的接收站，为防止影像传输上有所失误，所有影像均传运两次以确保影像品质。 自1965年10月1日起，所有装置于“水手4号”上计划中的测试项目均如预期成功地运作，并陆续地传回了520万笔数据资料，由传回的资料显示，火星并无磁场的存在。由于系统能源供应逐渐耗尽，加之以传输讯号渐趋微弱，终于在1967年12月21日与“水手4号”失去联系。 水手计划水手号计划是由美国太空总署所主导的计划。在此计划中发射了一系列为火星、金星、水星而设计的无人太空船。这个计划夺得多项第一，包括：第一次星际飞越(flyby)、第一个行星orbiter以及第一个以重力加速航行的太空船。 在水手号计划系列中十个飞行器中，七个成功三个失败。原本计划的水手11号及水手12号演变成航海家计划中的航海家1号及航海家二号，而维京1号及维京2号火星轨道太空船则是放大版的水手9号太空船。从航海家系列之后基於水手号设计的太空船还包括前往金星的麦哲伦号、前往木星的伽利略号。被称为Mariner Mark II的第二代水手号太空船最终演变成为目前正环绕土星的卡西尼号。最近发射前往冥王星的新地平线号，虽然大致基於简化的先锋10号、先锋11号，但也有部份特征源自水手号系列，包括三轴稳定器（3-axis stabilization）及一个航海家、卡西尼号式的通讯碟型天线。 “水手9号”在经历了5个半月的飞行之后，于1971年11月13日抵达火星。这是第一次行星际宇宙飞船真正围绕另一行星作轨道运行。数星期内，由于大规模的尘暴将整个行星遮得严严实实，“水手9号”无法拍摄火星表面的照片。但是，在近一年的努力之中，“水手9号”绘制出了火星的地形，摄得火星的卫星火卫一和火卫二的照片。 “水手9号”发射回来的7,329张照片揭示出一颗寒冷的布满尘埃的行星，有着坑坑洼洼的表面，被死火山、大峡谷和极冠所统治着。最令人惊奇的是这样一个发现：看似干涸已久的河床在某一时期曾拥有丰富的水源。发向地球的照片反驳了火星上存在运河的观点，使科学家作出结论，这颗红色行星上并没有生命存在的明显迹象。 所有影像之传输需经8.3小时始抵达地球的接收站，为防止影像传输上有所失误，所有影像均传递两次以确保影像品质。 自1965年10月1日起，所有装置于水手4号上计划书中的测试项目均如预期成功的运作，并陆续传回资料，由传回资料显示，火星并无磁场的存在。由于系统能源耗尽，加之以传输讯号微弱，于在1967.12.21与水手4号失去联系。 其他“水手号”系列行星探测器“水手1号”、“水手2号”和“水手5号”被发往金星。 探测结果火星很像地球，有坚硬的表面和四季的交替。同时它还拥有随四季变化的极冠。在望远镜观测时代，人们还曾有认为火星上有人工的运河。人类对火星的兴趣一直是非常浓厚的，因此到现在已经20多艘飞船执行了探测火星的任务了。1962年前苏联发射了“火星1号” 、“宇宙21号”，美国发射了“水手3号”，但均遭到了失败。1964年1月28日发射的“水手4号”于1965年7月14日在距离火星的一万公里的高空成功掠过，获得了第一批火星的照片。1974年，前苏联发射的“火星5号”宇宙飞船首次拍摄了火星的彩色照片。随后两国又相继发射了多个绕火星飞行的轨道器，更加详细地了解了这颗行星的情况。 任务中所有传回的资料共计5.2 MBits。所有操做的实验都成功，除了离子室/盖格计数器在1965年2月坏掉以及等离子侦测器因电阻在1964年12月6日坏掉而效能降低。传回的照片显示类似月球的陨石坑地貌（在后来的任务中发现这在火星上并不是典型的，而只是存在于水手4号拍摄到的古老地区） 此次任务中估计表面大气压为4.1至7.0毫巴（410至700帕斯卡），白天气温摄氏-100度，没有侦测到磁场。 陨石坑与薄大气层显示出一个相当不活跃的行星暴露在严峻的太空中，使在火星上找寻智慧生物的希望基本上破灭。火星上的生命曾经是几世纪以来科幻小说的主题，但在水手4号任务后，一般认为如果火星上有生命，它大概会以更小、更简单的形式存在。 水手4号导致了科幻小说的改变，从原本描述有智慧的外星人居住在太阳系其它行星上，到后来改为描述他们居住在其它恒星系统的行星上。 水手4号总花费约为8230万美元。整个系列的水手号太空船（从水手1号至水手10号）的总研究、开发、发射及支援花费接近5亿5400万美元。 摆置设计所有水手号太空船皆基于八角型总线设计，可放置所有电器设备，例如天线、相机、推进剂及电源。在水手4号之后所有水手号太空船都有四个太阳能板做电源，除了水手10号有两个太阳能板，以及设计源自于游击兵月球探测船计划的水手2号。此外，除了水手2号及水手5号的所有水手号太空船都有电视相机。 前五艘水手号太空船以Atlas-Agena火箭发射，而后五艘则用Atlas-Centaur火箭发射。而所有在水手10号发射、基于水手号的探测船都用Titan IIIE火箭、Titan IV无人火箭或是用固态燃料做为惯性上层节(Inertial Upper Stage) 相关资料水手1号水手4号拍摄到最佳的照片，显示出火星陨石坑。 水手1号原本企图飞越金星，尝试于1962年7月22日发射，但升空后约五分钟搭载它的Atlas火箭故障偏离轨道，而遭到空军Range Safety Officer (RSO)摧毁。水手2号原本做为水手1号的备份机，在1962年8月27日发射，以3又1/2个月飞至金星。水手2号任务成功而且变成第一个飞越其它行星的太空船。 任务：飞越金星 质量： 203 公斤 (446 磅) 传感器： 微波及红外线辐射计（radiometers）、宇宙尘, 太阳电浆及高能辐射、磁场 Status水手1号 - 升空后不久遭到摧毁。 水手2号不再运作，位于日心轨道。 水手3号、4号水手3号水手4号是飞越火星计划。水手3因发射载具无法抛弃喷嘴整流片而失败。它的姐妹船水手4号在1964年11月28日发射并首次成功飞越火星，第一次取得火星近距离的一瞥。 任务：环绕火星 质量：261公斤（575磅） 感测器：配有数位磁带的照相机（约可拍摄20张）、宇宙尘、太阳电浆、辐射遮版、宇宙线、磁场、无线电掩星和天体力学状态： 水手3号 - 故障。 位於日心轨道. 水手4号 - 未知。受微陨石撞击后失去联络。 水手5号这艘太空船於1967年6月14日发射前往金星，并且於1967年10月接近金星附近。它携带了全套实验，以无线电波探测金星大气、检测紫外线下的亮度，并取得太阳粒子样本及磁场变动现象。 任务： 飞越金星 质量： 245 公斤 (540 磅) 感测器：紫外光度计、宇宙尘、太阳电浆、辐射遮版、宇宙线、磁场、无线电掩星和天体力学 状态： 水手5号 - 故障。陷入日心轨道 水手6号、7号水手6号、水手7号为两艘相同的火星任务太空船。水手6号於1969年2月24日发射，水手7号於1969年3月27日发射。它们曾飞越火星赤道及南半球。 任务： 飞越火星 质量： 413 kg (908 lb) 感测器：配有数位磁带的广角和窄视野照相机、红外光谱仪和辐射计、紫外光谱仪、无线电掩星和天体力学。 状态： 水手6号 - 故障，陷入日心轨道。 水手7号 - 故障，陷入日心轨道。 |
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