咱們書歸正傳。上文書講到美國人的探月工程一連失敗了7次，好在金星探測器和火星探測器發(fā)射成功了。因此還能提振一點信心。后來一直到徘徊者7號，采取的進展，終于拍攝到了月球表面的清晰照片，好不容易啊。噴氣推進實驗室終于嘗到了成功的滋味。徘徊者8號和9號也接連取得了成功。從這次開始，霉運終于過去了。

盡管肯尼迪總統(tǒng)遇刺身亡，但是美國的登月工程也不能停，軟著陸的勘測者計劃緊鑼密鼓的展開了，就在這個時候，蘇聯(lián)的月球9號搶先在月球著陸了。又快了美國人一步，弄得美國人壓力山大。其實，美國人是自己嚇唬自己。蘇聯(lián)保密做的不錯，很多事美國人都不知道。

其實吧，那些年蘇聯(lián)人的成功率比美國人還慘，從1960年到1964年之間，蘇聯(lián)發(fā)射了21顆探測器，有去月亮的，有去金星的，有去火星的。只有金星1號部分成功，其他都是失敗的。但是蘇聯(lián)人的發(fā)射顯然更勤快，隔三差五就發(fā)射一顆，然后就炸了。沒關(guān)系咱們再發(fā)射下一顆。蘇聯(lián)基本上就是以量取勝。

金星1A同型探測器

蘇聯(lián)人是1961年的2月4號發(fā)射了一顆金星探測器，用的是閃電號火箭，結(jié)果火箭的第4級出現(xiàn)故障，沒能和探測器分離。蘇聯(lián)是一切都保密，外界觀察者知道軌道上有個蘇聯(lián)航天器，不知道是干什么用的。這個探測器才64公斤，但是和火箭第4級連在一起，總重量達到6噸多。外界觀察著還以為是蘇聯(lián)又發(fā)射載人飛船了，這東西好大啊。后來發(fā)現(xiàn)不對，看軌道，像是深空探測器。蘇聯(lián)說這是一顆大型衛(wèi)星，叫衛(wèi)星7號，你管得著嗎？

金星1號探測器的模型

過了22天，這東西掉進大氣層。外界觀察者都明白了，這東西肯定是失敗的探測器。蘇聯(lián)現(xiàn)在也無所謂啦，因為在2月12號，蘇聯(lián)又發(fā)射了一顆探測器，這顆金星探測器倒是發(fā)射成功。成功了嘛，就可以大大方方的告訴大家，這家伙叫“金星1號”。前面那顆沒成功的，蘇聯(lián)也就黑不提白不提了，現(xiàn)在大家叫它金星1A。

蘇聯(lián)起名字這么多彎彎繞。美國人哪里搞得清楚啊？這戰(zhàn)略忽悠局干的是真不錯。所以美國人總是料敵從寬，自己給自己加壓力。

NASA雖然有錢，但是登月計劃才是大頭。其他方面資源少一些，只能盡力而為。這種深空探測器方面，也就沒有蘇聯(lián)人發(fā)射的那么勤快。美國科學(xué)界和NASA的目標顯然是有所區(qū)別，科學(xué)家之間也是有所區(qū)別的，意見并不統(tǒng)一。

NASA的專家不是物理學(xué)家就是數(shù)學(xué)家。他們要考慮的是如何把航天器發(fā)射到預(yù)定軌道。至于是載人上天啦，還是去探測月亮啦，區(qū)別都無所謂，該送誰就送誰。

哈里森·施密特在月球上摔倒

至于柯伊伯這些天文學(xué)家，還是對太陽系里的各種各樣的天體感興趣。其實太陽系內(nèi)的行星研究是個綜合性的學(xué)科，月球與行星實驗室有不少科學(xué)家是研究地圖繪制的，研究地質(zhì)學(xué)的。對于他們來講，能去別的天體上挖兩筐土回來是最好不過了，不管是無人探測器上去挖，還是派個宇航員上去挖，都沒問題，只要能挖回來就行。最后，還是地質(zhì)學(xué)家親自上去挖了不少樣本帶回地球，最后一艘登月飛船阿波羅17號的宇航員哈里森·施密特就是一位專業(yè)的地質(zhì)學(xué)家，也是登上月球的宇航員之中唯一一個地質(zhì)學(xué)家。人家還真的去了一趟。

還有一些研究行星的科學(xué)家對這些人有不同意見，他們就是所謂的行星生物學(xué)家。他們認為，探測金星和月亮，那就是白花錢。因為月亮上根本不可能存在生命。金星上也不可能存在生命，只有火星才是希望之星。

1960年，NASA就成立了生命科學(xué)辦公室，開始著手研究地外生命的問題?？茖W(xué)界對這檔子事兒進行了好幾次大討論。我們不要以現(xiàn)代人的視野去看待當(dāng)時的科學(xué)家。我們是后來人，可以開天眼。當(dāng)時的科學(xué)家們可是一頭霧水，不知道從哪里下手。

還好，1953年，美國科學(xué)家米勒和他的老師尤里做了一個后來名垂青史的實驗。他們在實驗室里架起幾個大燒瓶，組成冷熱循環(huán)回路?；芈吠耆芊?，里面裝了水（H?O）、甲烷（CH?）、氨（NH?）、氫氣（H?）與一氧化碳（CO）。其中一個燒瓶裝著半瓶水，下邊架著酒精燈在加熱，瓶子里充滿了水蒸氣。另外一個瓶子里有一對電極，可以打出電火花，模擬閃電。水蒸氣經(jīng)過電極之后，路過一段冷凝器，變成水以后，流回原先的燒開水的那個燒瓶。實驗就是這么循環(huán)往復(fù)，一燒就是好長時間。

實驗才過了一天，米勒就從取樣的水里發(fā)現(xiàn)了有機化合物的痕跡，后來在取樣之中發(fā)現(xiàn)了氨基酸。這是一個非常了不起的成就。原來復(fù)雜的有機物很容易在原始的行星大氣之中產(chǎn)生。

米勒的論文投給了著名的《科學(xué)》雜志，但是《科學(xué)》雜志的審稿人不給pass，人家覺得這是米勒的瓶子沒洗干凈，有外界微生物混進去了。好在這個實驗不難做，有別人都做出了類似的結(jié)果，大家也就都信服了。

木星的主要成分是氫氣和氦氣，以及少量的甲烷和其他氣體

米勒為啥要用水、氨氣、甲烷、氫氣和煤氣來做實驗?zāi)?。因為這是當(dāng)時科學(xué)家們觀察巨型氣態(tài)行星得到的成份。巨型氣態(tài)行星用掉了太陽系里的大部分建筑材料，它們才代表著太陽系最原始的組成物質(zhì)，地球反而是特例?，F(xiàn)在的地球擁有一個氧化性的大氣成份，而不是還原性的。

既然，米勒實驗用太陽系最廣泛存在的物質(zhì)，都能做出這樣的結(jié)果?？磥砩男纬蓱?yīng)該是不難，應(yīng)該是處處皆可。

真是這樣嗎？有人不同意。金星恐怕不行吧！最典型的一位就是卡爾·薩根。他這時候正在給NASA當(dāng)顧問呢。

在此之前，大家對金星的了解全靠地面的觀測。從各個波段的輻射量來推算金星的溫度。按照8~13微米波長的輻射來計算，這個輻射應(yīng)該是來自于大氣云層反射，反射如此之強，說明能夠落到地面的光照很少，溫度應(yīng)該不高。計算出來的結(jié)果是表面溫度234±10K，相當(dāng)于零下39度左右，還是相當(dāng)冷的。但是按照厘米波長的微波輻射來計算，金星的溫度大約是600±50K，也就是大概接近400度。這兩個溫度是矛盾的。到底哪個是金星表面的溫度呢？

卡爾·薩根年輕的時候（1959年）

后來大家發(fā)現(xiàn)，按照8~13微米波長的輻射來計算，恐怕有問題。微波波段才能反映出金星的真實的黑體輻射，也就是金星的表面溫度。金星是個非常強的微波輻射源，這本身就不尋常。

所以，1961年，卡爾·薩根在著名的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇論文。他在論文里面對以前的所有觀點做了個總結(jié)。現(xiàn)在已知金星上大氣層非常濃密，而且二氧化碳非常多。所以薩根選取了兩個模型，一個是溫度達到600K，一個是達到350K，然后做了計算。薩根認為，就是二氧化碳的溫室效應(yīng)導(dǎo)致了金星的溫度高得嚇人。

當(dāng)然，這只是理論計算，當(dāng)時沒人知道確切的信息?？査_根是深度參與了NASA的水手計劃，水手二號的探測數(shù)據(jù)算是部分驗證了薩根的理論，但是還不能一錘定音。盡管如此，卡爾薩根也知道，金星上不可能有任何生物，根本沒戲，火星倒是有戲。因為火星的氣候相對金星和月球來講，相對不那么惡劣。

史丹利·米勒（1970年）

1962年，在莫斯科舉行了一次國際生命起源大會。美國派了8個人去開會，其中有卡爾·薩根，也有做出米勒實驗的那個米勒。這些人也就成了后來呼吁探測火星的中堅力量。

上次我們也講過，徘徊者探測器的所有零部件都要先加熱，然后用酒精消毒。組裝好以后，還要用環(huán)氧乙烷浸泡一遍。這些步驟就是為了防止地球上的微生物污染月球，萬一有微生物殘存，然后發(fā)展起來了，那很多事就說不清了。如果你發(fā)現(xiàn)了微生物，到底是地球上帶去的？還是月球本地土著呢？你無法分辨啊。但是從徘徊者8號開始，大家就懶得再消毒了，為啥？就是因為大家認識到，什么生物在月亮上也活不下去，咱還是省點事兒吧，別瞎費勁了。

從那時候起，火星就成了科學(xué)家們最關(guān)注的行星，金星算是徹底出局了。月亮其實也出局了。盡管美國對探月花錢最多，但是那為了彰顯美國的國威，和蘇聯(lián)高太空爭霸，其他的屬于是摟草打兔子，捎帶腳的。

所以，美國人未來的探測器就以火星為主了。但是蘇聯(lián)人還是對金星情有獨鐘，所以，有關(guān)火星的知識，大部分都是美國人帶給我們的，有關(guān)金星的認知，主要還是蘇聯(lián)人帶給我們的。蘇聯(lián)人在火星探測上是沒多少成就，一路走霉運。

但是科學(xué)探索總是面對巨大的不確定性。這種深空探測是非常貴的。發(fā)射一顆水手探測器，前前后后就花掉了將近8300萬美元。整個水手計劃，花了5.54億美元。在60年代，這筆錢可以說是個天文數(shù)字，實在是太貴了。萬一，發(fā)射失敗了呢？火星那么遠，萬一打水漂了呢？萬一火星上沒有任何生命的跡象呢？你花這么多錢，證明了個寂寞?。?/p>

到此為止，美國人分兩派，一派探月，一派探火。蘇聯(lián)人“摸金”，那不算。到了1963年，又出現(xiàn)了新勢力，這一派完全反對搞深空探測。為啥？因為不賺錢啊。比如生物學(xué)家克芒那和《科學(xué)》雜志的主編愛貝森就是典型。克芒那熱為，太空探索本質(zhì)上還是在彰顯國威，政治意義大于科學(xué)意義。愛貝森因為是《科學(xué)》雜志主編。他曾經(jīng)舌戰(zhàn)群儒，一個人單挑十幾個反對者，所以他的影響更大。

他主要提出4點反對意見。從經(jīng)濟價值的角度考慮，他認為行星探測(包括月球)不會帶來直接的經(jīng)濟效益，科學(xué)界完全可以通過其他天體物理學(xué)方式遠距離研究行星的化學(xué)組成、質(zhì)量、體積、密度等等信息，沒有必要花那么多錢進行深空行星探測。

同時，愛貝森還指出，近地軌道才是聚寶盆，不管是通信衛(wèi)星啊，還是氣象衛(wèi)星啊，都是近地衛(wèi)星。這種衛(wèi)星可以帶來巨大的商業(yè)價值，對了，軍用偵查衛(wèi)星也是近地衛(wèi)星哦。所以航天活動應(yīng)該圍繞在地球附近進行。

從生物學(xué)的角度考慮，火星極度的缺水環(huán)境使得它很難維持生命生存?？瓷先ナ潜仍虑蚝徒鹦菞l件好，但是還是比地球差遠了，要找到生命的痕跡，根本沒戲。這錢不值得花。

當(dāng)然啦，科學(xué)家也是人啊，有人的地方就有江湖。愛貝森認為NASA的人員在學(xué)科組成上嚴重不平衡，物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家人數(shù)過多而 生物學(xué)工作者人數(shù)偏低，尤其是有經(jīng)驗的科學(xué)家的數(shù)量嚴重不足。難免方向跑偏，不夠均衡。

從科研經(jīng)費的角度考慮，他認為國家每年的科研經(jīng)費是有限的，如果國會將大筆資金投入到航天領(lǐng)域，那必然導(dǎo)致的結(jié)果就是其它領(lǐng)域的相對萎縮，比如對癌癥、新式藥物的研究以及其他基礎(chǔ)研究都會被耽擱。

說實話，愛貝森是對的，登月計劃的確是大大擠占了其他學(xué)科的研究經(jīng)費。這一點上是有負面作用的。到現(xiàn)在為止，深空探測都是不賺錢的。這種事本質(zhì)上就跟成祖皇帝修《永樂大典》、乾隆皇帝修《四庫全書》一樣，是個文化工程，是盛世的象征。人類這種動物，其實行為邏輯都差不多。

手繪的火星表面

但是，60年代初的美國真是一個如日中天的美國。是個勃勃生機萬物競發(fā)的美國。愛貝森的話，NASA顯然是聽不進去的。他們逐漸確定了在阿波羅工程之后航天規(guī)劃，從1971年開始，重點是探測火星。爭取在1985年實現(xiàn)載人登錄火星。

要不說NASA野心膨脹呢，他們當(dāng)時想不到啊，美國會那么快陷入越戰(zhàn)的泥潭，以至于登陸火星的計劃永遠成了鏡中月水中花。東京灣事件是在1964年，NASA制定阿波羅工程之后的深空探測計劃也是在1964年，真是巧啊。

既然計劃定下來了，那么就要馬上開始動手了。爭取在1964年的11月初發(fā)射水手3號探測器。水手3號和4號幾乎一模一樣。水手2號用了徘徊者的平臺。但是水手3號和4號就屬于另起爐灶了，太陽能電池板增加到了4塊，而且還明顯大了不少。主體是個8邊型的盒子。頂上立著一根桅桿，桅桿上又低頻通信天線和磁強計。探測器本身是存在磁場的，為了避免本身磁場的干擾，磁強計裝在桅桿中段。桅桿前面是一個拋物面天線，盒子屁股底下是攝像機，盒子側(cè)面是太陽能電池板。

水手3號/4號

這一次發(fā)射用的火箭是宇宙神-阿金納D，不是以前用的阿金納B，性能比過去強。但是水手3號探測器的燃料依然不夠，無法完成進入環(huán)繞火星的軌道，只能飛掠而過。既然是飛掠而過，最重要的是抓緊拍照，能拍幾張是幾張。

拍攝的照片還要傳回來，火星的距離比金星還要遠，所以這一次對超長星際通信也是一次考驗。水手3號上還搭載了探測太陽風(fēng)和粒子的探測器，就是為了探測一下火星周圍有沒有范艾倫輻射帶。蓋革計數(shù)器也必備的儀器，同時探測器上還帶著宇宙射線的探測器。

宇宙射線在星際之間到處溜達，你也不知道這些帶電粒子游蕩了多長時間了，總之是很長啦，因此宇宙射線里面的帶電粒子都是非常穩(wěn)定的粒子，要么就是質(zhì)子，要么就是某種原子核，或者是高能電子。這個儀器主要就是探測質(zhì)子和原子核。

探測器的內(nèi)部還帶了一個磁帶機，用來記錄數(shù)據(jù)。因為距離太遠，數(shù)據(jù)傳輸太慢了，所以，路過火星拍攝的那些照片只能先存下來，然后慢慢的的傳回來。因為這個探測器是飛掠而過，最后還是會變成繞著太陽公轉(zhuǎn)的人造行星。這家伙還要在軌道上繼續(xù)工作好長時間呢。

水手3號是在美東時間的1964年11月5號下午2:22分從卡納維拉爾角發(fā)射升空的，可惜這個時間點有點兒二了。一開始很順利，阿金納D上面級完成了工作，把載荷順利的送入了軌道。發(fā)射以后1個小時，地面收到了水手3號的遙測信號。但是似乎太陽能板沒能打開。所以，地面人員馬上發(fā)出指令，讓陀螺儀關(guān)機。當(dāng)初用的都是機械陀螺。這東西轉(zhuǎn)起來還是挺費電的。

阿金納D上面級

到底出了啥毛病呢？技術(shù)人員去分析遙測信號。發(fā)現(xiàn)是阿金納D上面級的整流罩沒扔掉，這樣一來，探測器的重量就不對了，軌道也就不對了。同時，因為有整流罩憋著，太陽能板自然是打不開的。地面人員馬上發(fā)指令，看看探測器能不能扔掉整流罩，但是沒成功。后來呢，地面控制人員打算用軌道修正的發(fā)動機來噴掉整流罩，但是已經(jīng)來不及了。按照這個速度和位置，如果你開發(fā)動機噴一下，整流罩是吹跑了，可是軌道也歪了，那基本上也就算是告別火星了。只能由它去了。8小時后，水手3號耗光了電力，任務(wù)完全失敗了。

好在NASA是一式兩份，一造就是一對。其實我們也是這么干的，嫦娥5號和6號也是一對。萬一嫦娥5號出了問題，那就讓嫦娥6號干替補，如果沒事，那就讓嫦娥6號去干新任務(wù)。這也是航天界的慣例啦。NASA的手腳是真快，11月28號，他們就把水手4號送上了發(fā)射架。不快不行啊。因為去火星是有窗口期的，過了這村就沒這店兒了。

這次發(fā)射倒是很順利。宇宙神火箭還是按老規(guī)矩，先送到泊車軌道，然后空擋滑行，阿金納D上面級二次點火，把探測器順利的送進了地火轉(zhuǎn)移軌道。12月5號，水手4號完成了軌道修正，現(xiàn)在可以確保，探測器會從火星表面1萬公里的距離上飛掠而過。飛到火星要走7個半月，這是一段漫長的時間。半路上有個離子探測器出了毛病讀數(shù)成了亂碼。在快要到達火星的時候，兩個蓋革計數(shù)管壞了，沒反應(yīng)了。其他的儀器一直在順利工作。

水手4號的攝像機

一直到1965年的7月14號，水手4號剛好從火星附近飛掠而過，拍攝到了不少照片。這些照片慢慢的傳回了地球，說實話，分辨率不高，圖像的黑白層次也不豐富。反正是不太好看。說實話，當(dāng)年真的沒有高清傳輸?shù)哪芰Α?/p>

水手4號還從火星背后穿越了一下，地面控制人員也在關(guān)注無線電信號的折射現(xiàn)象。這樣就能對火星的大氣層進行檢測，但是大家發(fā)現(xiàn)火星大氣壓相當(dāng)?shù)牡?。說明火星大氣比地球的大氣層稀薄的多。水手4號還發(fā)回很多有意義的數(shù)據(jù)，比如火星表面最低溫度大概是零下100度了。還檢驗到一個非常弱的輻射帶，說明火星還參與一些磁場，但是實在是太弱了。

和火星擦身而過以后，水手4號就一直在圍著太陽公轉(zhuǎn)。NASA估計這家伙最多也就再工作8個月，其實呢，人家繼續(xù)工作了3年，發(fā)回很多有用的數(shù)據(jù)。人家已經(jīng)是超額完成任務(wù)啦。

不過呢，水手4號傳回的那些照片，卻讓公眾的心里拔涼拔涼的。而且從此改變了科幻文學(xué)的走向，這是咋回事呢，我們下回再說。