火星实验室因为比较重，整个系统达到了3.4吨的重量。只能用更强大的宇宙神5号来发射。整个系统包括火星车，外壳+防热大底，巡航级、降落伞系统和太空吊车系统组成。除了太空吊车以外，其他的设备以前都使用过，无外乎这一次的尺寸大了点。唯独这个太空吊车是个新装置，甚至在地球上都没办法完全测试，到底灵不灵，只有天知道了。

好奇号火星车的外形大致是个方形，下边装着6个轮子，靠悬挂装置和车身连接。盒子的左前方装着一根机械臂，右前方装着桅杆，车身上装了若干分析仪器。因为不需要太阳能电池板，背部空间全空出来了，仪器的开口多数都在背上。车尾巴上翘着通信天线，可以和地球建立数据通信，如果看不到地球，则可以利用卫星中继，和地球保持联系。

桅杆上装着一个方盒子，可以实现转向和俯仰，就像脑袋一样。两只立体相机安装在下相当于巴颏的位置。你可能奇怪，为啥眼睛不长在脑门上呢？因为脑门的部位被占用了。脑门上安装了一台激光发射装置，以及光谱分析仪。好奇号可以利用激光来照射石头，把石头烧到冒烟为止，通过分析烟尘光谱，就可以知道岩石的成分。这种好处是可以远距离测量成分，火星车也不是哪里都能爬得上去，对于远方的岩石，只能采用这个办法分析成分。

桅杆中间装有大气传感器，可以用来测量大气的参数。机械臂有3个关节5个自由度，人的手臂有7个自由度，相对来讲，机械臂有5个自由度也就够用了。机械臂上装着显微镜，装着打洞取样的钻机，装着alpha粒子质谱仪。其他的仪器就都装在背上，除了降落摄像头装在肚子底下。上次凤凰号的降落摄像头就不顶用，好奇号自然是不会再犯这个错误了。

对了，为了校准机械臂上的摄像头，在机身上带了一个校准的图案色板。由几块色块和由大到小的一串字符组成。色块是校准颜色的，字符是校准分辨率的。再下边是一枚一美分的硬币，上边有林肯的头像，这枚硬币也有来历，这个版本是1909年发行的，100多年以来，一直都没变过。这个硬币也是用来校准摄像头的，但是选择用一枚一美分硬币，纯粹是JPL的科学家们的行为艺术。人家乐意……

凤凰号探测器的最主要的目标就是研究火星北极水的历史，以及评估冰和土交界处的生物学潜力。看看这个地方有没有孕育生命的客观条件。

凤凰号探测器不能移动，它落在哪儿就是落在哪儿。制造商是大名鼎鼎的洛克希德·马丁公司。凤凰号探测器发射重量670公斤。是用德尔塔2型运载火箭发射的。因为落到火星的过程中还需要降落伞，还需要反推火箭，防尘罩和防热大底，这些东西最后都是烧光扔光，最后真正落到火星上的只有350公斤了，所以这个探测器并不大。

整个凤凰号探测器外观长得像个圆形茶几，下边伸着三条腿。左手右手各伸出两个圆形的太阳能电池板，就像折扇一样展开。这个探测器带着一个长度达到2.35米的机械臂可以用铲子挖沙子。据说能在火星上刨出个深度达到50公分的坑，而且它可以把泥土和冰的混合样本送到凤凰号上的其他仪器之中进行分析。铲子后边还带了个电动砂轮，可以用来切削一些比较硬的石头或者是永久冻土。

当然了，铲子头上还得带个照相机，这样你挖到点什么才能第一时间被看到。

机遇号在登陆火星几个月之后就有了新发现。他们发现了一种非常小的球状颗粒大概只有3毫米那么大。这种球状颗粒富含铁元素，科学家们给他们起了个外号叫“蓝莓”。三氧化二铁是红色的，四氧化三铁就明显的发黑，微微有点偏蓝。这种微微偏蓝的岩石颗粒应该是含铁量不低。

我们在地球上也发现过大量的赤铁矿，赤铁矿有红色的也有黑色的。而且在地球上是广泛分布。要形成这种赤铁矿的分布，要么靠火山喷发，要么就靠水流的沉积作用。很多细菌能够在有水的条件下，把铁元素氧化成为三氧化二铁。一块铁扔到水里面逐渐生锈的过程，它不仅仅是简单的氧化还原反应，其中铁细菌啦、氢细菌啦、硫酸盐还原细菌啦、硝酸盐还原菌啦……也起了不小的作用。还是那句话，地球上纯粹的无机化学反应其实真的不是很多，好多事都有生命参与。

就机遇号当时所处的那个地理位置来看，跟火山喷发好像关系不大，应该跟水是有关系的。如果这种想法是正确的，那么也就意味着远古火星曾经有过大量的水。这些水和地球上的江河湖海是非常相似的。只要有水，七拐八弯的还是可以和生命扯上关系，生命就是人类最关心的一档的事儿了。

到了2011年，机遇号又发现了新的证据。发现了一层很薄但是很亮的石膏矿脉。石膏矿的生成也是离不开水的。石膏可以从海水中沉积。590~530万年前，有个“墨西拿成盐期”，整个地中海都被晒干了，成了一个巨大的盆地。这个过程积累了非常厚的石膏层。后来直布罗陀海峡被打开，大量的海水又灌进了这个巨大的盆地，地中海又恢复了原来的样子。但是那一层厚厚的石膏就成了记录这个地质事件的证据。

同样石膏的形成跟热液喷口也是有关系的，绕来绕去又绕到这个方向。总而言之，勇气号与机遇号的最主要的发现，就是证明火星早年间也是有大量的液态水的，火星上也曾经是温暖湿润，大河奔流。火星早期也具备生命演化和生存的条件。但是至今为止，我们依然没有找到火星生命的直接证据。

在准备好了之后，机遇号慢慢的溜达下来，开始在火星表面进行巡游探查。当时预定的目标是能在火星上溜达90天，就算完成任务。但是当时谁都没想到，这个家伙在火星上足足溜达了16年。

勇气号比机遇号晚了几天到火星。着陆的过程大同小异，它着陆的地方靠近古谢夫环形山，选择这个地方是有深刻用意的，因为这座环形山本质上是个大湖，明显有一条河流注入这个坑，虽然如今这里已经没有水了，但是当年大河冲刷的痕迹依然非常清晰，火星车的主要目标不就是找水嘛，来这里刚合适。

勇气号落地以后，就传回了第一张全景图。地面上的科学家们，就是利用这张全景图来选定下一个探测目标的。这张全景图上展示了周围的环境，到处都是零散的小石头。最近的山头距离火星车大概是27公里远。这个着陆地点被命名为“哥伦比亚纪念山”，就是用来纪念当年哥伦比亚号航天飞机爆炸而牺牲的7名宇航员。

科学家们选来选去，选了附近的一个浅坑，距离火星车大概只有12米，这个坑有9米深。火星车在这个坑里执行了校准任务，利用相机测量了太阳高度角，调整了天线的指向。如果火星车当时和地球没有办法直接通信，地球降到了地平线以下，那么火星车就会依靠奥德赛轨道器来完成中继通信。如果这个时候地球处于地平线之上，那么火星车就可以直接和地球进行通信，你不要看天线面积小，发射功率还是蛮强的。

当初欧洲和俄罗斯的关系不错，所以火星快车是用苏联的联盟号运载火箭发射的。2003年的6月2号，火星快车号探测器顺利的从拜科努尔航天中心发射升空，这个过程还是很顺利的。一般来讲，从地球飞到火星怎么也得半年以上，通常是7个月。在抵达之前的一个月，地面控制人员就已经开始准备分离小猎犬2号着陆器了。

12月19号，着陆器和火星快车号分离，火星快车号随即开始开发动机刹车减速，进入捕获轨道。小猎犬2号自己管自己，奔着落地火星的轨道一路走下去，它还需要独自走6天，才能正式进入着陆程序。

着陆地点就定在了火星上的伊希迪斯的大型沉积盆地。这个地方地形特别平坦，而且过去很可能有过水。说不定还能探查到生命的遗迹。按照设计，小猎犬2号的速度相当快。因为它是在火星快车刹车入轨之前就和探测器本体分离了。它在距离火星表面120公里的地方，速度依然达到1.9万公里/小时的速度，相当于步枪子弹速度的8倍。以这个速度冲进火星大气层，会和火星大气剧烈摩擦。小猎犬2号的温度会达到1400度。因为着陆器周围包着烧蚀材料用来散热。所以内部温度依然可以保持20度左右。在距离火星表面。8.6公里的时候探测器打开降落伞，这时候探测器的速度会下降为321公里每小时。这个速度依然相当快。

在距离火星表面1公里的高度上探测器，打开三个气囊，把自己吹成个圆球，在距离地面10米的时候，切断降落伞的绳子，气囊自由落地。然后这个气囊就会在火星表面蹦的好久，不知道蹦到哪里去。最后呢，它会刺破气囊放气，然后扁盒子自动摊开，在摊开的过程中，最终一定是脸朝上。

英国柴郡的乔德雷班克天文台大天线一直对准着火星方向，时时刻刻在监听着小猎犬2号有没有发回什么消息。但最终地面人员什么信号也没收到……

8月6号，探测器飞到了距离67P这颗彗星100公里的地方，距离已经非常近了。这时候探测器相对于彗星的速度是1米/秒。下一步就是对彗星进行高精确度的测绘，这家伙长得像哪个大黄鸭，或者说像一块生姜。两个不规则的大块石头，中间有一个很细的脖子连着。总长度4.41公里，宽度3.2公里，厚度大概是1.3公里。这家伙的引力场也是不规则的。探测器要稳定的绕着它转，也并不是一个简单事。罗塞塔探测器需要绕着67P转悠两个月，才能决定菲莱探测器到底降落在什么地方。这个彗星的形状毕竟太别扭了。

到了9月份，罗塞塔探测器进一步降低了轨道，下降到了30公里的高度。下一步就是扔出菲莱着陆器，准备降落在彗星表面。菲莱探测器有三条腿。因为彗星的引力太小了，不足以靠重力稳定的站在彗星表面。因此先要发射两个鱼叉，扎进地面，然后逐渐拉紧，另外，因此每条腿上都有自攻螺丝，一落地，螺丝钉就拧进彗星地下，把探测器牢牢的固定在彗星表面。

9月15日，欧空局宣布，已经在67P彗星的头部着了一块相对比较平缓的地面用于着陆。菲莱在11月12号这一天，从罗塞塔号上分离了。以1米/秒的速度靠近彗星表面。整个下降过程需要花费7个小时的时间。

但是，菲莱是一点都不走运，那两个用于固定的鱼叉没发射出去。着陆器撞到67P彗星，然后又弹起来了，67P这个家伙不是个大黄鸭的形状嘛，也不知道菲莱是怎么着陆的，它还弹跳了两次。最后掉进67P彗星上的一个石头缝里卡住了。

糸川小行星属于阿波罗小行星，这类小行星的轨道和地球轨道有交叉点。有一定的几率和地球相遇。糸川小行星的轨道在地球和火星之间，不算远也不算近。因为糸川小行星的轨道是个椭圆，近地点靠近地球轨道，因此对地球的安全还是有一定危险性的。但是这也使得这类小行星比较容易探测。

这颗隼鸟号探测器，可以说是一路之上坎坷不断。2003年5月9日，隼鸟号从日本鹿儿岛的内之浦宇宙空间观测所发射升空。刚发射没多久，发动机就出毛病了。4台离子推进器，之中的一台就坏了，只能靠其他的三台多努努力，多分担一些任务了。

隼鸟号的一大创新就是用离子发动机作为轨道修正发动机。因为这个探测器实在是太小了，能带的燃料不多。因此就不得不提高这些燃料的使用效率。也就是提高发动机的比冲。听过我以前讲航天使的小伙伴们一定明白，比冲这个概念就相当于汽车的百公里耗油。走相同的距离，你的百公里耗油量越低，你需要带的油就越少。那么哪种发动机的比冲是最高的呢？那就是离子发动机，也叫做电火箭发动机。

到了7月3号，探测器本体把撞击器给扔出去了，在扔出去的同时，探测器本体也发生了轨道偏移。从正对着坦普尔1号彗星变成擦肩而过。撞击器自己带着小发动机，前面开着摄像头，就开始精确的对准坦普尔1号彗星。撞击器一边拍照一边靠近坦普尔1号彗星。它拍摄的照片要通过探测器本体回传到地球。7月4日的凌晨5:35撞击器撞上了坦普尔1号彗星。在撞击之前的3秒钟，撞击器回传了最后一张照片。接下来的几天里探测器本体要把这些照片全部转发回地球，一共是4500多张。发送过程要花好几天时间。

因为撞击速度足够快，所以这次撞击所产生的能量达到了5吨tnt当量，这是一个非常大的能量。撞击时刻，这颗彗星比平时亮6倍，产生了强烈的闪光。按照往常的程序喷气推进实验室的科学家们又一次在控制大厅里面鼓掌欢呼。他们完全成功了，这是一次精确的迎面正碰，误差还不到一米，效果远远好于预期……

2025年暑假，科学声音将举办多期研学营，包括7月的“文明的曙光”汪诘科学思维营和8月的两条户外研学营线路。

“文明的曙光”汪诘科学思维营：

    第一期是7月 7日到 7 月 11日；第二期是7月 13日到 7 月 17日。

    面向10~15岁青少年，分两期进行，每期5天4晚，地点在北京。

    由汪老师、吴京平及王木头授课，涵盖天文、物理、计算机等6大学科。

    包含动手实践、体育锻炼和娱乐活动，旨在激发孩子对科学的热爱1。

8月户外研学营线路：

    中国天眼深度探秘营：

        从7月27日到8月1日，共6天5晚，从昆明到贵阳。

        前半程由吴京平带领，后半程由汪老师讲解“中国天眼”的工程原理和探索故事，并安排VIP参观。

    青海银河之旅：

        从8月9日到14日，共6天6晚，从敦煌到德令哈。

        主要景点在315国道沿线，包括翡翠湖、恶魔之眼、水上雅丹、俄博梁火星基地等。

        由吴京平和汪老师各带半程，特别推荐水上雅丹景观，因其独特性建议尽快体验2。

招生对象与报名方式：

    面向亲子家庭，满足条件的孩子可以单飞。

    感兴趣的家长可关注“科学声音”或“科学有故事”微信公众号，回复“暑期营”获取详情并联系客服2。

2003年12月31日，“星尘号”钻进了维尔特二号的彗发，这是围绕着彗星核心的巨大尘埃和气体云。彗星不就是一颗脏雪球吗？在阳光的照射之下，雪是会直接升华，喷出大量的蒸汽，顺便把很多尘土颗粒也带到了彗星的周围，就像彗星长了一层毛一样，所以叫做慧发。

2004年1月2日，美国东部时间14点40分，“星尘号”在240千米的距离上飞过维尔特二号彗星的核心，拍了不少照片。这个慧核长得有点像个巧克力豆，但是不知道被谁咬了一口。大小不过才5公里。本来大家以为这么小的天体应该是个蓬松的脏雪球，现在看来不是，这颗彗星的核心还是挺硬的。

大家从后来回传的照片上看到了房子大小的巨石，而且这个慧核上还有山峰，还有陨石坑等等。它每靠近太阳一次，就会急剧地向外喷发，所以很多地方已经出现了因为侵蚀而形成的大坑。最深的地方能有100米。而且这颗慧核上还有20多条活跃的喷流，在向太空喷射的气体和尘埃。

星尘号在穿过喷发密集区的时候，每一秒都会遭到100万个粒子的撞击，其中有12个穿透了探测器的保护层。