火星之谜：水手4号的惊人发现与苏联的秘密计划

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上文书讲到了水手4号成功的飞越了火星，获得了不少数据，而且还发回了不少照片。美国人也对水手4号的成就大为宣传。所以公众对水手4号也很关心。很多媒体都做了连篇累牍的追踪报道。
华盛顿的一家报纸曾经采访了喷气推进实验室的负责人皮克林。水手4号的主要任务就是确认火星表面的地貌结构。至于火星上到底有没有生命这个问题，水手4号是不能回答的。
后来呢，这家报纸进行了一系列的报道，对水手4号能够实际解决的问题进行了更深入的讨论。其实就是汇总了当时的美国公众最关心的一些问题。主要是4个方面的内容，首先就是火星的地形地貌特征，确定火星表面是否存在运河以及火星的两极是否存在冰盖。

水手4号拍摄的火星照片

大家以前可能听过我和汪老师的节目，大家可能也知道，因为长期的以讹传讹，有很多人都认为火星上是存在运河的，运河这个东西肯定是人挖出来的，那么火星上肯定是有智慧生命的喽？火星的冰盖跟火星地表的水是息息相关的，水又跟生命活动息息相关，所以这个问题大家也很关心，如果将来人能够登陆到火星上，能不能找到可靠的水源呢？
第2个要回答的问题就是有关火星的磁性。地球内部的熔岩还没有冷却，地球内部还仍然有着澎湃的动力，所以在地球自转的影响之下，地球内部的发电机就会源源不断的产生磁场。火星也有自转，而且自转速度跟地球还差不多。那么火星的磁场有多强呢？这就涉及到火星磁场能不能保护住它的大气层？如果没有磁场的话，它的大气是很容易被太阳风给吹散的。

这两张照片看得出火星表面大气的痕迹

既然说到大气层，第3个问题就是对火星大气的组分以及密度进行探测，这就涉及到如果我们要派个无人探测器登陆的火星上该采用什么方法着陆，你到底是用火箭反推的还是用降落伞呢，这就跟火星大气的密度紧密相关。
第4个问题就是对火星卫星的。我们的地球有一颗比例大的不协调的天然卫星，这个卫星就是月亮，不知道有多少文人墨客夜里没事儿对着这个天然卫星写了不知道有多少诗呢。如果这帮人要上了火星，对着火星的那两颗天然卫星，肯定是写不出任何优秀篇章的，因为火星的这两颗卫星太小了，太暗了，长得跟那煤渣差不多，天生就是个歪瓜裂枣，一点都不浪漫。正因如此，火星上也就不可能有地球上那种大规模的潮起潮落。这一点会对生命的诞生产生多少影响呢？
说白了，大家最关心的那些问题，归根到底就一句话，火星上到底有没有生命，是否适合生命的生存？
所以NASA的影像分析团队对这些照片提出了5点说明：

• 从进化史角度讲，火星更像月球而不是地球。但是，由于火星大气的存在，它对于地球早期演化可提供线索；
  
• 和月球类似，火星表面的陨石坑地貌十分古老——可能有20~50亿年的历史；
  
• 这种古代地貌意味着火星从来没有存在过稠密大气，也不会存在江河湖海，没办法通过侵蚀作用重新塑造火星地貌；
  
• 火星地貌特征意味着火星没有激烈的行星内部活动，这也与火星缺乏磁场相一致；
  
• 照片无法确定火星上有没有生命，但对火星的研究对于我们理解太阳系早期化学演变有重要作用。
  

说实话，以今天的眼光来看，当时NASA做的分析有一些地方是不对的。因为水手4号只拍摄了火星上1%的表面积，巧不巧它拍摄的这些照片，恰好对准了火星上陨石坑比较多的区域，其他地方根本不是那个样子。火星的地形地貌远比月球要复杂的多。火星上也是存在侵蚀作用的。

卡塞谷局部

现在大家都认为，火星也曾经有过湿润的时代。要不然火星上的卡塞谷是怎么来的？卡塞谷的线条非常像地球上的冲击河谷。当然啦，当时NASA还没拍到卡塞谷的照片呢。
尽管NASA的科学家们一再强调，根据这些照片没有办法判断火星上是不是有生命。但是字里行间透露出来的态度是消极的。生命啊，基本上没戏。大气层那么稀薄，表面又没有流动的水，温度还那么低，磁场又缺失，这个地方真的不太适合生命生存。当时《纽约时报》的论点更为激进，他认为火星不但现在不存在生命，过去也可能从来就没产生过生命，所以对火星探测的工作重心也就从地外生物学变成了地外地质学，绕了半天，还是回到敲石头挖土上了。
于是科学家群体又吵起来了。因为生命这个问题非常重要，这就涉及到值不值得花那么多钱去搞太阳系行星探测。国会拨了这么多钱，养了这么多人，到底是为了干啥？难道是为了搞行为艺术？你派探测器上去，你到底探测了些什么呀？我们能不能省点经费，转而用天文学和物理学的方法解决这些问题呢？

深海热液喷口附近生物种类丰富

为了解决这些分歧，1965年10月份，科学家们又凑在一起开了个会。最后得出了一致的结论。专家们认为，地球上存在各种各样极端的生命，它们有的生活在开水里（温度极高），有的生活在盐湖里（渗透压极大），有的生活在冰盖里（温度低），有的生活在深海（压力大），就是高山岩石上也都发现了各种各样的生命（干燥寒冷），这些地方普遍认为对生命生存极为不利，但是它们还是活下来了。相比之下，火星上的那些条件真的不算太严酷，不就是温差范围大，水分含量低，氧分含量低，……辐射量高嘛？人家怎么就活不下来啦？
当然啦，火星探测并不只是聚焦在发现地外生命上，研究火星对于我们了解太阳系行星的演化历史，意义非常重大。从这个意义上讲，探测火星也是值得的。至于花多少钱的问题，是不是会挤占其他方面科研经费的问题，那就不是我们科学家管的事了，那是会计算账的工作。让国会老爷们去权衡吧。
其实最后的这个问题才是最关键的问题。科学发现总是有意义的，但是，为了取得这些科学成就，值不值得花这么多钱呢？后来国会的老爷们一合计，可能还真不值。根本原因还是科学界过于强调探测地球之外的生命迹象，大家的焦点都是围绕着这个目标展开的。现在嘛，别说科学界，就是普通老百姓心里也很清楚，火星上存在生命的可能性是微乎其微的。这方面花多少钱，可能也出不了大惊喜了。所以国会日后的拨款就放缓了，在80年代登陆火星的计划也就一笔勾销。深空探测这种纯而又纯的科学研究，是不可能带来任何直接收益的，这种事不着急，慢慢来，有点闲钱就花一点，人还是要养的，但是不值得大干快上。
所以，日后马斯克跟朋友一起闲聊的时候，谈到了有关登陆火星这档子事儿，在他们的想象之中，既然60年代末70年代初就已经完成了登月行动。那么现在都到21世纪了，NASA应该在讨论登陆火星吧。于是，他们一高兴就去NASA的网站上从头到尾查了个遍，没有发现任何登陆火星的航天计划，他们当时就很不爽。等着NASA那帮官员行动起来，等着国会的老爷们拨款，看样子在过100年也没戏。最后马斯克决定自己动手，不过这也是后话了。

《地球静止之日》海报

当然，水手4号还意外改变了科幻作品的题材选择，过去火星人是热门的科幻题材。当大家看到水手4号发回的照片以后，再也没人往这个方向去写科幻了，摆明了火星上是没有火星人的嘛，火星上最多有细菌。当然啦，火星人玩转地球人这种恶搞的片子是另外一码事了。

火星叔叔马丁的头上会伸出天线。这部情景喜剧从1963年播放到1966年，一共107集

就在水手4号飞掠火星而过，传回照片的4天之后，也就是1965年的7月18号，苏联也发射了一颗火星探测器。这个探测器后来被命名为“探测器3号”。

探测器3号的模型

这颗探测器在发射33个小时以后就飞掠了月球。这颗探测器对着月球的背面拍摄了25张可见光照片和3张紫外线照片，每张照片1100线，分辨率还算是不错啦。而且覆盖范围也很大，除了月球的南北极不太好拍，其他90%以上的月球背面都被拍下来了。

探测器3号拍摄照片的覆盖范围接近月球背面的90%

从探测器3号获得的照片判断，月球的正反两面很不一致。正面的月海很多，比较平坦，背后却坑坑洼洼的，难得有一小片平地。而且即便是大型陨石坑底部，也看不到多少岩浆平原。

探测器3号是第一颗成功采用天文定位的航天器。它采用了恒星定位，通过观察特定的几颗恒星来确定自己的位置。你可能奇怪，飞到月亮还需要使用恒星定位吗？你别说，这还真的需要。因为这颗探测器在飞越了月亮之后，继续往深空飞行，最后一直穿越了火星轨道，但是并没有遇上火星。在这一路之上，探测器在不断的传输拍摄的月球照片，就是为了验证超远距离的数据传输。这颗探测器前后工作了200多天后彻底没了信号，算是完成了既定任务。
后来美国人分析，这颗探测器原本是个深空探测器，是专门探测火星的，但是不知道什么原因，改成探测月球了。是为苏联在月球软着陆做准备，还是因为错过了窗口期而不得不切换了探测目标，这就不得而知了。
苏联发射的这些探测器，失败率非常高，而且经常是一连串的全都失败了。名字也都很模糊。有些彻底失败的，没有能离开围绕地球的轨道，通常就会被命名为宇宙XXXX，你也搞不清楚用途。像“探测器”系列，名字也是模棱两可，你到底是探测哪个天体？完成那些任务，你从名字也看不出来。成了还是败了，更是不清不楚了。但是苏联航天人自己心里也清楚。其实这些探测器，经常是结二连三的出毛病。圆满完成任务的，几乎没有。

月球4号也是E6计划的一部分，尽管获得了正式名称，但是这次任务没有实现月球软着陆，只是获得了部分数据。所有E6系列探测器长得都差不多。

苏联在月球表面软着陆的计划叫E6计划，主要是OKB-1设计局负责。这个设计局的总设计师就是大名鼎鼎的科罗廖夫。很显然，这个项目就是为了抢在美国人前面完成月球软着陆。从1963年开始，苏联连发射了11个探测器，结果要么是坠毁在月球上，要么就是飞掠而过。要么就是刚发射就一头栽下来，反正就没有一个是顺利的。
这事儿弄得总设计师科罗廖夫心力憔悴。他要管的事情太多了，都是手下人去具体操盘，可是失败接二连三。对于这些深空探测器，他的OKB-1设计局实在是管不过来了。他必须找下家接盘，专们去负责深空探测器的设计。
科罗廖夫最后找到了切洛梅设计局下属的第五局，把深空探测器的所有资料全部交了出去。而且还连带白送了不少工程师和资金。从此，这个第五局彻底从切洛梅下属独立出来，恢复了本来的名字“拉沃契金设计局”。开始从事苏联深空探测器的设计工作。
你可能想不到这个设计局的前身是干什么的，人家原本是一家木材厂。谁也想不到，最后能七拐八弯儿的跟深空探测扯上关系。对啊，诺基亚早年也是伐木造纸的，也想不到会改行去干通信和手机啊。
上世纪30年代的时候，苏联为了扩军备战，急需研究新的战斗机。可是苏联当时金属不够，木材倒是富余，最好是能用木头制造战斗机。于是呢，领导一声令下，这架木材厂就变成了OKB-301设计局。你让厂里这帮工人去设计个桌子，打个椅子，造个大立柜五斗橱，他们没问题，你让他们设计飞机，他们立刻就麻爪了。一开始，他们只能干一点来料加工的工作。别人设计好的图纸，他们拿过来加工。

拉沃契金

但是，你是设计局哦，你不是加工厂，不能设计自己的飞机叫什么设计局啊？于是厂子里的领导求贤若渴，到处找人，最后找到了一个名叫拉沃契金的工程师，以他为核心组建了设计班子。
这个拉沃契金从莫斯科高等工业学校毕业以后，就来到一家航空制造厂工作。始终是当助手的角色，他总觉得憋屈，才华不得施展。所以OKB-301的厂长一找到他，双方一拍即合，由此开启了一段传奇。
1938年，拉沃契金提出了一种全木质战斗机设计方案。所以军方一看非常高兴，马上就下了订单。拉沃契金的紧赶慢赶，在1942年拿出了成品，被命名为拉-3。但是这架飞机的性能并不好，大家普遍反映战斗机太重了，平衡能力很差，很难驾驶，面对人家德军性能优异的BF-109战斗机，根本就打不过人家。这是战争时期，派不上用场的设计，就只能滚一边去。
那么问题出在哪呢？主要是因为发动机的性能不行，所以拉沃契金就带个团队，玩了命的开发新型发动机。经过一系列的改进，换了新发动机的飞机迎来首飞，它的表现一下子就变得非常优异，比苏联当时最好的雅可7B飞的还要快。

拉-5战斗机

这种换了发动机的新型号被命名为“拉-5”，生产好的产品马上就投入到斯大林格勒战场。由此，拉沃契金设计局就一发不可收拾，为苏联生产了大量战斗机。前前后后生产了2万多架战斗机，投入二战战场的苏联空军有1/3的战斗机，都是来自于拉沃契金设计局。拉沃契金本人也被称为“歼击机大王”。
二战结束以后，拉沃契金在拉-5、拉-7、拉-9等一系列战斗机的基础上进行改进，最终生产出了活塞螺旋桨战斗机的巅峰之作拉-11。我国曾经引进过不少的拉-11战斗机。在抗美援朝的战场上，中国空军的飞行员王天宝曾经驾驶着拉11飞机，击落美国的F86佩刀式战斗机1架，击伤了3架，首创了世界空战史上用螺旋桨飞机击落后掠翼喷气式战斗机的奇迹。由此可见拉-11飞机的性能有多好。

航空博物馆收藏的拉-11战斗机

当年，拉沃契金本人和斯大林有一段对话，斯大林问他，我们应该装备螺旋桨歼击机还是喷气式歼击机？拉沃契金回答，如果战争明天就爆发，那么就应该马上去造螺旋桨战斗机。如果一时半会儿打不起来，那么我们就应该好好研究喷气式战斗机，因为喷气式才是未来。
没错，喷气式才是未来，拉-11的性能再好，也是昨日黄花了。
但是，进入了喷气时代以后。米格和苏霍伊快速崛起，歼击机领域是这二位的天下了。拉沃契金设计局在喷气时代怎么都找不到感觉，设计出来的飞机一个比一个难看，而且性能也不怎么样，拉沃契金设计局在喷气时代落伍了。
后来呢，苏联决定走专业化道路，每个设计局各管一摊儿。比如说，米格设计局专攻前线战斗机，苏霍伊专攻截击机。图波列夫专攻轰炸机，安东诺夫转管军运用运输机，伊留申专造客机，拉沃契金去干导弹和航天器，米里设计局设计直升机，卡莫西夫设计舰载直升机，雅科夫列夫……打杂，什么事儿没人干，就让它干。

S25地空导弹，背后的那个三角是雷达系统

所以呢，拉沃契金设计局从此再也没干过战斗机的设计，他们改行研究导弹和航天器了。他们接到了一个重要任务，为首都莫斯科周边设计一款大型防空导弹，代号S25。这套系统实在是太麻烦太复杂，所以只能做固定阵地部署，也就是在莫斯科周围蹲坑儿，它没法到处移动。后来，拉沃契金又和其他设计局合作，设计出了性能更好的S75防空导弹，北约的代号为SA-2，也就是大名鼎鼎的萨姆2。
这种导弹我国也引进了。这东西本质上也是当做要地防空来使用的，也是固定蹲坑。不过咱们国家喜欢打游击，所以我国地空导弹部队就拉着这种原本是为要地防空设计的导弹满世界转悠，打下了好几架台湾那边的侦察机，具体战果都在北京的军事博物馆里摆着呢，大家有空自己去看，就不用我介绍了。

萨姆2导弹发射

1960年，拉沃契金在哈萨克斯坦的试验场突发心脏病去世。他的设计局也就一蹶不振。1962年，拉沃契金设计局宣布重组对，划分到了切洛梅设计局下属，代号是第5局。现在，在科罗廖夫的努力运作之下，拉沃契金设计局终于再次成为一个独立的设计局，全面接手了科罗廖夫转交的E6计划。
那么拉沃契金设计局能就此扭转此前一连串的失败吗？我们下回再说。