上次我们算是一口气讲完了金星探测，接下来我们还是继续回归时间线，接下里该讲美国的海盗号火星探测器了。我们习惯是翻译成海盗号，其实这个名字的本意是北欧的维京人，取这个名词是为了强调北欧维京人的探索精神。对我们来讲，其实航海家跟海盗没啥区别。我们习惯上就称为“海盗号”。
海盗号的运行也是由大名鼎鼎的JPL负责的。大家都知道，这几天加州正在闹山火，烧得挺厉害，喷气推进实验室（JPL）刚好就在着火的范围内，官方网站上发出了紧急通知，大家全都撤离。要知道，火星上的毅力号探测器等等一系列任务都还在运行，都要靠喷气推进实验室进行管理。现在这些任务都已经转移到了备份设施。但是还有很多过去的资料和数据是搬不走的。有很多原始资料都是磁带，或者是纸质的记录，还有不少胶片。如果JPL的总部真的被一把大火全烧了，这些过去的数据遗产也就化为灰烬了，这还真是挺可惜的。
扯远了，还是说回正题。海盗计划启动很早，大概是在60年代就已经开始启动了，一共是发射两颗探测器，海盗1号和海盗2号。但是等到探测器真的做出来，排上队，需要很长时间。这个计划的主要工作是完成火星着陆，这是苏联人始终也没完成的任务，美国人决定试一试。
苏联的火星系列探测器也曾经尝试扔下一个着陆器，但是，苏联人运气实在是不好，偏巧火星是上在刮沙尘暴呢。那也没办法，着陆器必须按照原计划雷打不动的扔下去。这个程序从一出发就已经写死了。苏联人的火星探测器和金星探测器其实是大同小异，流程差不多。着陆器在飞往金星的途中就已经分离了，然后着陆器和环绕器就是各走各的，你去着陆，我去刹车减速绕圈圈。
对金星来讲，这么做没啥问题，因为金星上的天气从头到尾都是一个样。但是你把这套流程转移到火星着陆上就不对了，火星上是有天气变化的。苏联人的一系列探测器都是走的这个流程，这就变成死磕死的了，一点灵活余地都没有了。
海盗号探测器
因此，美国人就接受了苏联人的教训，海盗号就采用了择机登陆的方式，先要找个好的着陆器地点，然后还得挑一个好的时机，而不是一去就着陆。当然，这就意味着，环绕器和着陆器先不分离，一起进入环绕火星的轨道待机而动，这就使得入轨的质量增加，而且用来刹车的火箭燃料也必须增加，探测器整体也就跟着变大了。必须用最新的大力神3号运载火箭+半人马座上面级才能发射。大力神3号运载火箭几乎就是为了NASA的这几次重要的探测器任务而开发出来的。
大力神3号的第一次发射没成功，涡轮泵有问题，不得不发出自毁指令。但是第二次发射就一切顺利，成功的发射了一颗与西德合作的太阳神探测器。这颗探测器成了当时距离太阳最近的一颗探测器达到了0.29天文单位。这个距离比水星还要靠近太阳。
大力神3号火箭发射海盗1号探测器
到此为止，大力神3号已经变得稳定可靠，后续的海盗号、旅行者号等等一系列的探测器都是由它发射的。海盗号探测器分为两部分，一部分是轨道器，一部分是着陆器。轨道器是个直径2.4米的八边形盒子，重量达到2.3吨。着陆器是个6边型盒子，下边有3条蘑菇腿，跨度达到2.1米，重量达到1.1吨。
着陆器有一个长达3米的机械臂，是专门用来挖土取样的。肚子里还带有一只生物实验箱，别看它体积不大，那可是“麻雀虽小，五脏俱全”，里面装有一台计算机、3个独立的自动化学实验室。
海盗号伸出机械臂
那个年代集成电路技术不是太强，这个探测器主要还是使用的是分立元件，前后用掉2.2万个晶体管、电阻电容之类的元器件用掉了1.8万个，另外还有超小型烘箱、太阳灯、过滤器等等，就是为了做化学成分的分析工作。
对了，为了保证海盗号着陆器能长期工作，这个探测器采用了核电池，并不依赖于太阳能电源。
美国人为了这两个探测器，也算是下了血本了。其实海盗计划本身也有点献礼工程的意思。他们打算在1976年的7月4号那天登陆火星，那天刚好是美国的200周年大庆。为了制造这两个探测器，NASA调动了有4~5千人，忙活了好几年，临近发射前的一两年内，动用的人员多达1万人以上，涉及到的制造公司前后有26家，投入的研制费用达9亿多美元，还不包括两次火箭发射的费用1亿6千万美元。可以说，美国人当时是真舍得花钱。
海盗号当时面临几个难题，首先是火星上的大气层特别稀薄，只有地球的1%，你指望着完全靠降落伞实现减速，那是不可能的。你必须同时使用降落伞和反推火箭。而且这个着陆器还必须带着防热大底，别看火星大气层稀薄，但是摩擦产生的热量却不得不防，这就是火星着陆最麻烦的地方。海盗号的着陆器不得不带了一个直径18米的巨大降落伞。
NASA1963年做的超音速降落伞实验
接下来的问题就是着陆点如何挑选的问题了。既然要充分利用大气层的厚度来减速，你落到高原上就不划算了，刚减速没多长时间就落地了，必须找低地平原着陆才划算。
另外，最好找个沙尘少的地方降落，如果落地的时候掀起大片尘土，弄得自己灰头土脸的也不行，美国人当时的数据来源，就是水手9号的雷达数据和拍摄的照片。大家费了半天劲，挑选了几个着陆的地点，但是即便如此也不敢保证绝对有把握，比如说，你看着照片上，这块地方挺干净的，一点尘土都没有，但是你怎么知道这个地方风速如何呢？着陆器落地的时候，风不能太大，容易被吹翻。如果这个地方没有灰尘是因为风太大，把灰尘吹跑了，那么这个地点依然不适合着陆。
当然，最好不要在火星的高纬度地区着陆，从火星上看地球，地球也像一颗普通的星星一样，是会东升西落的。如果地球落山了，着陆器就无法和地球通信了。因此必须找个地球露脸时间足够长的地区才行，中低纬度比较合适。
卡尔萨根和海盗号模型在做测试
当时美国人掌握的火星地表照片的分辨率不高，一个像素大概代表90米见方。这个分辨率完全不足以分辨地形的细节，哪里石头多，哪里石头少，都是一笔糊涂账。但是，这可以利用雷达数据来弥补。如果土很松软，雷达反射率就低，如果土很硬，雷达反射率就高。着陆地点必须选不软不硬的地方进行，土太软了，着陆容易陷进去，如果土太硬了，打洞取样有困难，地太硬挖不动。
最后，选来选取，海盗1号选了一个叫做克里斯平原的地方，这里是几条峡谷的交汇处，看样子远古时代这里是有水的。海盗2号选择的着陆点乌托邦平原也是一个过去有水的地方。说到底，科学家们还是希望能在火星上发现一点过去生命存在的迹象。这就是科学家们最大的兴趣所在了。
海盗1号是在1975年8月20号发射升空的，海盗2号是在9月9号。为了指挥和控制海盗号，美国航宇局除动用了国内6座直径26米的跟踪天线外，还动用了设置在国内外的3座直径64米的超大型天线，有800多人参与了这次行动。
经过10个月的长途跋涉，海盗1号在1976年6月19日进入环绕火星的轨道。眼看着就快到美国独立200周年大庆的时间了。但是，地面测控人员发现过去选取的那个着陆地点不太理想。那几条峡谷的交汇处，似乎不太合适。硬要降落下去，万一栽了，那可就不是给美国独立200周年献礼啦，而是添堵嘛。不行，这事儿要慎重，所以，探测器在轨道上又多转了半个月，最终选定了克里斯平原上的另外一块地方。
就在1976年的7月20号这天，海盗1号释放了着陆器，一头冲进了火星的大气层，在6.4千米的高度上打开了直径18米的巨型降落伞，抛掉了防热大底，晃晃悠悠的在天上飘了10分钟，然后启动反推火箭，扔掉降落伞，轻柔的落在了克里斯平原上。接下来嘛，加州帕萨迪诺的科学家们就沸腾了。他们为这个巨大的成功尽情地欢呼和拥抱。这些行为日后都会成为常规操作。
海盗1号发回的第一章照片
着陆40多分钟后，海盗1号发回了第一批照片。第一张照片显示出海盗1号的蘑菇腿稳稳当当的站在火星干燥的土壤之上，大家算是彻底放心了。著名的科普作家卡尔萨根深度参与了海盗号的任务，当他看到第一批照片的时候，他非常的震惊，从黑白照片上来看，这地方简直不像是在外星球，那里的地形地貌看上去就是科罗拉多、亚利桑那或者内华达。那些岩石、飞沙，还有远方的台地，和地球别无二致。假如有个满头灰发的考察队员牵着头骡子从沙丘后面走出，卡尔萨根甚至都不会觉得太惊讶。
科学家们发现当火星上气温只有摄氏零下4度，而且刮着每秒18米的阵风。后来看到合成好的彩色照片，火星天空的颜色和地球上完全不一样，是一种漂亮的棕黄色，后来通过分析才知道这是空气中尘土含量太高的结果。着陆点是一个比较低洼的地方，四周撒落着很多岩石块。
海盗1号发回的环境图
接下来，海盗1号就开始挖土作业了。它先用机械臂从火星表面挖了一勺子土壤样品，然后通过一个漏斗把它送进肚子里的3个自动化学实验室里。对土壤进行化学分析。分析结果表明，火星土壤除了含量较多的硅、铁外，还有少量的钙、铝、硫、镁、钛、钾等元素。但是从火星的土壤里没有化验出任何有机分子，这一点令大家很失望。其它项目的探测也表明，火星上找不到任何生物存在的迹象。另外，海盗1号还化验了火星的大气成分，发现其中的二氧化碳最多，高达95％，其次是2.7％的氮，还有少量的氩、氧和水汽等。
出了这些常规的化学分析，其他几项实验的核心就是检测新陈代谢，这是生命存在的标志。说白了，就是弄了几种营养液，把火星土壤跟营养液混合，看看里边会不会有啥变化，比如释放出某种气体，或者是颜色发生啥变化。如果火星的土壤里边有细菌，或者是其他某种生命体，总是会在营养液里边生长的吧。只要是会生长繁殖，必然会有某种性状上的变化才对。
海盗1号挖出一个沟槽
当然了，这种办法多少有点一厢情愿。你怎么知道，火星上的生命就吃一这一套呢？海盗2号在9月3号也着陆在了7400公里之外的乌托邦平原上，海盗2号也重复了海盗1号探测器干的那些事。最终的结果综合起来看，和海盗1号是差不多的。
按照发射前设立的标准，三项“海盗号”微生物实验中有两个似乎取得了正面成果。第一项实验：当火星土壤与来自地球的营养液混合时，汤中的化学成分发生了变化。这种变化有点类似于地球上微生物通过摄入食物并产生代谢产物的过程。
第二项实验：这项实验涉及到将来自地球的气体（如二氧化碳）与火星土壤结合。结果显示，这些气体与土壤之间发生了化学反应，形成了新的有机物质。这种情况通常存在于植物通过光合作用将无机物转化为有机物的过程。
如果说相距遥远的海盗1号和2号探测器的结果都差不多，那就说明，这些现象具有普遍性。但是，这些现象依然不能判断是生命所导致的。因为这些现象并不是非要生命才能产生。后来有科学家在地面，用无生命的黏土也复现出了海盗号上的实验现象。虽然说，否定了火星上存在生命的可能性。但是也提供了另一种启示，那就是黏土也许和生命的起源有关，黏土提供了一个非常合适的化学环境。
海盗号还发现了一个现象，那就是火星的土壤里缺乏有机物，甚至比月球的土壤有机物还要少。这个现象更加说明了火星上缺乏生命。假如火星上曾经存在过生命，那么这些生命即便是死了，也会留下痕迹，他们的尸体即便逐渐被分解了，总要留下不少的蛋白质吧，总要留下点氨基酸吧。大分子的碳氢化合物总不会一点不剩吧。火星上就是没有这些玩意儿。
那么，生命是不是非要碳元素不可？能不能有其他的生命形式呢？这就是个哲学问题了，目前看来，没戏。
海盗2号拍摄的环境照片
这两个海盗号探测器为人类的尽职尽责地工作了很长时间。两个海盗号探测器一共发回了300多万份气象报告和5.45万张火星照片。这些资料和数据告诉大家，火星实际上是一个荒凉、死寂、寒冷，遍布沙丘、岩石和火山口的毫无生机的星球。它虽然有大气存在，但却相当稀薄，氧气更是少得可怜，另外昼夜温差很大，水源存在的希望也很小。在这样恶劣的环境中，不要说高级生命，就是低等生命也难以存活。因此大多数科学家失望地认为，火星上根本不存在任何生命现象，科幻小说所描写的那些火星人从来也没有存在过。
当然，海盗号也闹过一次乌龙事件，海盗1号的轨道器拍摄的一张照片显示出地面上有座山，长得像个人脸。这张照片引发了公众极大的兴趣。再后来嘛，有了新的更高分辨率的照片，大家才发现，那座山头根本就不像什么人脸。
闹乌龙的那张照片和后来的高分辨率照片
人类有一种本能，脑子里有个专门的用来识别人脸的模块。所以，我们很擅长“拟人化”，把很多似是而非的东西识别人人脸。所以我们才能创作出卡通形象，创作出各种表情符号，这些图案其实很人脸差的很远，但是人就是能够产生联想。但是真的把分辨率提高，增加各种细节，反而看起来不像了。
海盗1号还在1977年拍摄到了火卫一福波斯的照片，也对这个小家伙进行了光谱分析发现这个家伙的成分组成越看越像是小行星，跟火星本身差得很远，但是从密度上来讲，比小行星还低，说明这家伙疏松且多孔，这一点也很奇怪。
早就有科学家认为，火星的这两个卫星不是亲生的，是从小行星带离捡来了。但是又解释不了为啥这两个小煤球的轨道如此之圆。如果是俘获的，一般来讲轨道都是长椭圆形。所以，到现在为止，火星的这两颗卫星的来源，依然还没有完全确定下来。
来自海盗1号轨道器的拼接火星照片
海盗1号的轨道舱工作到1980年8月7日，着陆舱原计划工作3个月，结果一直工作了6年半之久。1982年11月5日，它拍摄了最后一张照片，但是从19号起，海盗1号着陆舱突然没了信号了。NASA行星与地球探索分部的副主任叹息道：“一个历史阶段结束了。”海盗2号的轨道舱工作到1978年7月24日，着陆舱工作到1980年4月。
海盗号火星探索任务的历史意义在于，这是人类寻找地外生命的第一次严肃尝试。尽管没有获得确切的证据，很多结果显得模棱两可。但是这依然是人类的一次伟大的进步。
就在两颗海盗号探测器正在火星上挖土的时候，两颗旅行者号探测器也已经是蓄势待发了。有关旅行者号的那档子事儿，我们下回再说。
