本书比较全面地介绍了太阳系太空探测的最新成果。内容主要集中于行星探索的工具、方法，各种行星太空船到达水星、金星、火星和小行星探测的情况，以及各种未来太空船探索计划。叙述浅显易懂，即使有较专业的术语，也有简明的解释，因而适合广大读者阅读，对于天文爱好者和希望了解行星探索研究前沿的有关专业工作者也有一定的参考价值。

本书根据最新的行星探测和研究结果编写，分为两册：《行星探索(内太阳系行星)》和《行星探索(外太阳系行星)》。

本册《行星探索(内太阳系行星)》简要介绍了行星探索的工具、方法，然后依次描述了各种行星太空船到达水星、金星、火星和小行星探测的情况，以及各种未来太空船探索计划。

本书内容详实，具有严谨的科学性，并力求通俗易懂，大量的彩色图片更能使凑者在轻松获得科学知识的同时，也享受读书的乐趣。

本书适合广大读者阅读，对于天文爱好者和希望了解行星探索研究前沿的有关专业工作者也有一定的参考价值。

绪言

一 创新的天文学

伽玛射线——可见光——射电波

 可见光——紫外光，X射线和姗玛射线 

 可见光——红外线和射电渡(绝对温度K) 

假彩色——图像的彩色编码

天体的视尺度

长度的标准

丰富多彩的行星图像

二 行星探索——工具和方法

地面天文望远镜

飞机载和轨道上望远镜

探测器和飞越式太空船

轨道器——运行在行星轨道上的太空船

着陆舱——在行星上软着陆

重复性观测

轨道器的雷达测绘

流动车

样本回收

载八太空船登陆行星

三 太阳系和宇宙

太阳系——我们的银河系——宇宙

行星际空间和太阳风

内太阳系——类地行星

外太阳系——类木行星

太阳系行星的相对大小

冥王星是一个谜

四 太阳

太阳的能源——热核反应

光球、色球层和日冕

太阳的过去、现在和未来

五 水星

从地球上观测水星

水星上的一天

水星上的磁场和高密度

水星上有水吗?

水星的表面

大型断层

水星的近日点漂移

未来的水星太空船

 信使水星轨道器(2004)

 ISAS水星轨道器(2005)

 ESA水星轨道器(2009)

六 金星——地球的孪生兄弟

从地球上观测金星

太空船对金星的雷达测绘

金星的大气

金星的地形结构和大平原

金星的全貌

金星上的火山现象

金星上的陨击坑

金星冕

待解之谜

七 火星——未来人类移民的候选地

火星上的“运河”

火星探索——从走近火星到登陆火星

 水手号——海盗号

 火星探路吉

 火星环球勘探者

 火星勘探者

火星的大气、温度和气压

火星的地貌和火山

火星上的水——昨天和今天

火星的内部结构

早期火星原始生命的探索一陨石ALH84001之谜

火星的卫星——火卫一和火卫二

未来的火星探索太空船

 火星勘探吉2001(2001火星奥德赛)

 火星勘摄者2003和2005

 火星特快太空船(2003)

 火星希望太空船(1998～2003)

行星探索的历史性步骤——载人太空船在火星登陆

 人类火星探索的简要回顾

 载人太空船在火星登陆的可能性

 为什么人类要到火星上去探索?

 如何到达火星——在那里停留多长时间?

 火星之旅的起航和航行日程

 登陆火星

 地面系统概况

 返回地球

八 小行星——太阳系中的小天体

什么是小行星?

小行星带

(主带小行星——近地小行星——特罗央群小行星)

小行星艾达(243)和它的卫星艾卫

小行星灶神星(4)

未来的小行星探索太空船

 NEAP太空船(2002)

 Muses——C太空船(2002)

小词汇

名词汉英对照

致谢

什么是小行星?

小行星是在太阳系形成的时候剩余下来的物质，这些物质没有能够形成一个行星。实际上，所有小行星质量的总和如果形成一个行星的话，它的直径会小于1500 km，比月球的一半还小些。

对于小行星的了解大部分来自于掉到地球上来的太空碎片。与地球相碰撞过程中的小行星就是流星。当流星体穿透大气时被烧毁而发光，这就是流星，如果燃烧不充分而撞击了地球表面的，就叫陨石。对陨石的研究表明，92．8％成分是硅酸盐(石)，5．7％是铁和镍，其余是这3种物质的混合物。石类陨石的证认难度最高，因为不容易和地球上的岩石区分开来。

由于小行星是太阳系早期的物质，研究它的成分有助于了解太阳系的起源和演化。空间探测太空船在飞越小行星带的时候发现，这个带其实很空，小行星之间的间距很大。

小行星往往用古希腊、罗马的神话人物命名，有的则由发现者给予其他名称，并按小行星发现的次序编号。P139

太阳系的太空探测是人类走出地球的结果。人们已经通过太空探测发现了许多令人惊奇的东西。虽然人们对于太阳系的认识还处于起步的阶段，有待探索的问题还有许多，但随着探测方法和工具的进步，认识的深入只是时间问题。天文学的研究结果和其他学科的研究结果一样，都是可靠的。这是因为，采用了相同的科学方法。

天体离我们如此的遥远，它的质量能测定吗?回答是肯定的。因为它和地球上物体的质量测定方法一样，用的是牛顿万有引力定律。而测定行星的距离和大小，也可以用大地测量学测定远处山峰的距离和高度的方法。信奉神学和不可知论的19世纪法国哲学家孔德曾经断言，永远也不可能知道恒星的化学成分，但不久天文学家就用光谱分析的方法解开了这个谜。其所用的方法和地面上实验室中研究物质的化学成分所用的是同一种方法。

不过，天文学也有它的特殊性，就是研究的对象距离我们遥远。我们了解最深入的恒星是太阳，了解最深入的行星和卫星是地球和月球，就是因为它们离我们比较近。为此对太阳系的探索，首先是要走出地球(摆脱大气的阻挠)，走近行星，最后在行星登陆。我们需要取回那里的大气和土壤的样本，以便在实验室中研究，同时探测那里的环境(例如磁场、粒子)，为到行星上去做现场考察创造条件，并最终扩大人类的生存空间。

天文现象可以预报，这在人类历史的初期就有了。人们描绘星座的形状，注意比较亮星的出没，日月食、彗星的出现等等。例如，古埃及的僧侣发现，当恒星中最亮的一颗，也就是天狼星，在隐没不见两个月后重新在东方出现时，尼罗河泛滥期就要到了。由于他们的预言都能实现，就被认为是能和神互通信息的人。今天，我们用数学方法推导出来的星体的运动已经有可能精确地预报许多天文现象，并加以解释．以此证明它们和任何一种超自然的力量都毫不相干。

本书的目的是比较全面地介绍太阳系太空探测的最新成果。我们用的叙述浅显易懂，因而不要求读者具备天文学知识。同时，我们提供的信息要尽可能地丰富和新颖，这是增长和更新科学知识所需要的。比较专业性的术语在附录中有简明的解释，因而即使暂时略过它们也不会影响对于主题的基本理解。

我们首先要介绍的是天文学研究方法的创新。和传统的天文学不同，现代天文学正在从整个电磁波谱上观测和研究着宇宙，在探索太阳系方面也不例外。太空天文望远镜摆脱了地球大气的影响，使观测的分辨率大大地提高．星体的图像更加清晰了。太空船又是如何“飞越”遥远的行星，又进而在哪里软着陆的呢?我们将用大量的照片来描述太空航行和它们的探测成果，以增加直观性。大部分行星的照片都是假彩色的，也就是彩色编码的。它们有什么意义呢?这些将在“创新的天文学”一章中介绍。

在“行星探索——工具和方法”一章中，我们将介绍各种形式的太空船，如飞越式太空船、轨道器、着陆舱、流动车等等。旅行者计划的目标是外太阳系行星：木星，土星，天王星和海王星，我们将在本书的续篇《行星探索(外太阳系行星)》中介绍，这种太空船能发回有关太阳系最外层的数据，一直到21世纪，然后飞向广袤的星际太空。

在描述九大行星之前，我们首先要说的是太阳系整体情况，及其在整个宇宙中的位置，这是非常有必要的。同时，太阳系中的环(例如太阳风)对我们的行星际飞行有非常重要的作用。此外，我们还要用一定的篇幅来简略地描述太阳，因为它在整个太阳系中有着决定性的影响?

我们需要对太阳系的成员怍全面的探索，包括行星和它们的卫星、小行星、彗星，因为它们并不是孤立存在的。它们有着共同的性质，也有各自的特点。在走向太阳系的历程中，我们已经实现了在月球登陆，这是行星探索的第一站。而火星受到更多的关注，有证据表明，海盗号太空船得出的“火星上没有生命”的结论可能做得太早。同时，在太阳系中没有哪个行星比火星更适合于做人类的另一个栖息地了。

自学成才的俄国物理学家和火箭技术先驱齐奥尔科夫斯基(1857一1935)曾经写道，“人类不会永远停留在地球上，而在探索光源和空间的过程中，它将会首先胆怯地穿越大气层的禁锢，然后为自己征服太阳附近的所有的空间。”这是一个伟大的梦想!

在不到半个世纪的时间里，各种太空船已经遍及八大行星和它们的许多卫星。火星探路者号太空船已经在火星登陆，发回了激动人心的新信息。研究和早期寒冷的地球十分相似的土卫六(土星的卫星之一)的卡西尼号太空船将在2004年抵达土星。预计它将在2000年底飞越木星，和正在那里的伽里略号太空船会台，进行联合观测。火星环球勘探者太空船正在火星轨道上运行，并发回了图片，它的最新发现进一步支持早期火星海洋的学说。继伽里略号太空船之后、木卫二太空船的轨道器将在2006年和2007年间飞抵木星，探索它的另一个卫星一木卫二可能存在的海洋和生命。预定在2004年将要发射的冥王星柯依伯特快太空船将首次飞越冥王星。那时将可能进一步地解开冥王星的谜团。

预期在21世纪，去火星的行星探索太空船将超过10艘。这样，我们将会看到一个飞向火星的太空船的“多国舰队”，其中也有我国的火星探索太空船，这是空前的国际性科学研究合作事业。火星宇航员成功到达火星，并进行现场考察．这将成为21世纪的轰动新闻。人类征服自然的理想正在一步一步地现实。