这是由美国航空航天局“火星探险车”项目首席科学家史蒂夫·斯奎尔斯博士在“精神号”和“机遇号”火星探险车成功登陆火星，并顺利完成9个月的探测任务后创作的一部纪实文学。书本丝丝入扣地讲述了长达17年的火星探险车项目发展和成功的历程。

该书故事扣人心弦、情节跌宕起伏、内容真实感人、语言通俗易懂，在其出版后，在美国和欧洲公众中引起轰动，并被沃特·迪斯尼公司拍成同名电影，由此造就了大批青少年“火星迷”。

本书是由美国航空航天局(NASA)“火星探险车”项目首席科学家史蒂夫·斯奎尔斯(Steve Squyres)博士在“精神号”和“机遇号”火星探险车成功登陆火星，并顺利完成9个月的探测任务后创作的一部纪实文学。

在本书中，史蒂夫博士丝丝入扣地讲述了长达17年的火星探险车项目发展和成功的历程。斯奎尔斯捕捉到了探险项目过程中每一次辉煌的成功和令人沮丧的挫折——既有可能导致灾难的设计缺陷，也有科学家和工程师之间的紧张冲突。他回顾了为把探险车送上发射塔他们与时间扣人心弦的赛跑，让我们深入了解了那些完成这一壮举的杰出人物。探险车登陆火星后，控制人员克服了一系列前所未有的困难，包括火星恶劣的气候以及“精神号”与控制中心几近致命的通信中断。天道酬勤，探险车的发挥远远超出了所有人的预期。斯奎尔斯和他的团队首次证明了火星的环境条件曾经有可能支持生命。

本书成功地再现了献身航天事业、在风险与艰难中大胆探索的美国科学家和工程师的团队群像，以及他们在探险项目合作中虽有矛盾冲突，但相互理解、相互尊重的感人至深的情怀。

本书出版后，因其故事扣人心弦、情节跌宕起伏、内容真实感人、语言通俗易懂，在美国和欧洲公众中引起轰动，并被沃特·迪斯尼公司拍成同名电影，由此造就了大批青少年“火星迷”。目前该书在美国相关科学领域的管理者、科学家和工程师中几乎人手一册，成为他们的重要参考书。

我国“嫦娥一号”探月卫星的发射和入轨成功，不仅是航天界和自然科学界的骄傲，更激起了公众对我国未来深空探测活动前所未有的关注。本书所提供的人类最新火星探险的翔实经历和宝贵经验，值得我国航天工业管理者、相关领域科学家、所有航天人、航天爱好者和广大青少年朋友阅读和借鉴。

第一篇 计划之初

第1章 莫斯科，1987年

第2章 “雅典娜”任务

第3章 雅典娜先驱试验

第4章 航天器失事

第5章 阿德莱的灵感

第6章 高层决策

第二篇 节节推进

第7章 背水一战

第8章 困难重重

第9章 整装待发

第10章 发射基地

第11章 千钧一发

第12章 腾空而起

第三篇 飞往火星

第13章 最后冲刺

第14章 古谢夫环形山

第15章 杏无音信

第16章 老鹰陨石坑

第17章 持久陨石坑

第18章 黄金罐

附录1 火星探险车结构图

附录2 名词术语

附录3 名词术语译文对照表

附录4 “火星探险车”项目参与者名单

译者的话

1993年秋天，美国航空航天局耗资9亿美元的“火星观察者号”航天器升空，搭载着马林的轨道照相机，但是距离到达火星的前3天它就销声匿迹了。航天器失事的原因不详，不过最有可能的是推进系统的某个缺陷导致燃料和氧化剂在推进剂管道中混合。如果是这样的话，燃料和氧化剂就会发生剧烈化学反应，烧穿管道，泄入太空。航天器不会烧成一团火球，只是会逐渐失去控制，慢慢流“血”而亡。

同时，“火星环境勘测”计划的项目开支也引起了公众的不满，于是，计划尚未进入发射准备阶段就遭到了美国航空航天局的封杀。不知什么原因，“探路者号”在这两次灾难中都幸免于难，还取了一个新的名字：“火星探路者号”，并且增加了一台微型火星探测车“旅居者号”。然而，既然“火星环境勘测”计划被取消了，“探路者号”要探的是什么路大家就不得而知了。尚未开展的火星计划就这样停滞下来了。

这一系列计划的核心控制机构是美国航空航天局的喷气推进实验室，位于加利福尼亚州的帕萨迪纳。喷气推进实验室建于第二次世界大战以后，曾一度专门研究喷气推进。实验室建在一个偏远的峡谷，离帕萨迪纳城区距离很远，因此加州理工大学的科学家们试验其危险设备的时候很安全，不至于惊动和危害市民。然而，随着时间的推移，喷气推进实验室的主要研究方向发生了变化，到了20世纪60年代初期，它实际上成了美国航空航天局研发无人行星际航天器的地方。“徘徊者号”，“勘测者号”，“水手号”，“海盗号”，“旅行者号”，“伽利略号”以及其他很多航天器都是喷气推进实验室的杰作。如今，“火星观察者号”失事，“火星环境勘测”计划被搁置，于是喷气推进实验室全力以赴规划一个新的火星计划。

和其他大型政府机构一样，出麻烦的时候，喷气推进实验室的反应就是组织一系列咨询委员会会议，以帮助其制定下一步计划。我参加了所有的会议。在一次会议上，令我万万没有想到的是，迈克·马林悄悄把我拉到了一边。

“听着，”迈克神神秘秘地说，我们站在大厅过道远处，别人听不见我们说话，“这么多年来，我们俩一直相互竞争，拼得头破血流。结果呢，都输给了史密斯。”我专心听着，琢磨着他的意图。“下一次，”他说，“我们无论如何要结成一个团队。如果我们携手，我打赌我们会所向无敌。”

话从迈克嘴里说出来让我很吃惊。他以前总是遮遮掩掩的，我从来没想过和他搭档。但是这个主意很棒，我自己没有先想到实在是惭愧。我们握手约定，静观事态发展，等待时机。

几个月后，新的火星计划逐渐成形。新任美国航空航天局局长丹·戈尔丁制定了新计划的基本原则。戈尔丁觉得，美国航空航天局以前倾向于建造新颖而复杂的航天器，一旦失败就身陷困境。由于每一项任务都耗资巨大，他把这些大型任务戏称为“银河系巨舰”式的任务。他反对大型任务，并把“火星观察者号”作为头号反面教材，这项任务把价值9亿美元的鸡蛋放进了同一个篮子里。戈尔丁的行星探索新理念是：“更快、更好、更低廉”的航天器，它们以前所未有的数量大批掠过太阳系。意思就是说，即便失败一两次也无关大局，只要损失的钱不太多。

“火星探路者号”正好符合戈尔丁“更快、更好、更低廉”的模式，按计划将于1996年升空。1996年同时升空的还有一颗新的轨道卫星，取名为“火星全球勘测者号”，它将携带部分随“火星观察者号”失事而损毁的仪器的备用件。问题的关键是，1998年的任务是什么。火星和地球之间飞行的最佳时机每26个月才来临一次，所以发射时问一般就是这个隔年的“发射窗口期”。美国航空航天局决定1998年发射两次，一次是轨道卫星，一次是着陆舱。美国航空航天局一系列委员会会议引发了一个新观念，那就是发布项目公告为着陆舱征集一整套集成科学仪器：用一份整体提案来规划全部的科学有效载荷，而不是每台仪器都征集一份提案。  这一点与以往大不相同。美国航空航天局有史以来第一次征集送往另一颗行星解决某种庞大的科学问题的一揽子设备。其想法是，让写提案的科学家来规划整个有效载荷，精心搭配其中的仪器，系统化运行，从而最大限度地获取科学成果。这可是一个巨大的技术挑战。写提案的团队要承担一项艰巨的任务，解决一个科学大难题——比如火星上是否曾经有适宜生命存在的环境。

首次提出集成有效载荷的咨询会议是在帕萨迪纳市区的希尔顿饭店召开的，马林也在。一弄明白美国航空航天局确定的方向，我们立刻就在一个会议室外的走廊里碰头。机不可失，我们必须立即组建一支队伍。最重要的是，我们必须尽快把最合适的人拉进这个队伍，否则就会被别人抢跑了。同样的事情既让我们曾经是激烈的竞争对手，也使我们成为良好的合作伙伴：我们对同样的科学领域感兴趣，因此在人选的问题上很容易达成一致。经过五分钟的讨论，我们就锁定了需要的人选。

成像是我俩的长项，因此在我们的有效载荷中肯定要有精良的照相机。全景照相机当然要有，还要有一款很棒的俯视照相机，那是迈克研发的，用于着陆舱朝地面降落时拍照。

还需要什么呢？我们需要一台红外线光谱仪。着陆舱落地后是静止不动的，因此对周围物质的勘测工作大部分是遥感勘测。肉眼观察岩石也可以看出岩石构造的一些信息，但是很有限。如果用波长大于肉眼可见光的红外线视像，就可以更为精确地分析岩石。大部分构成岩石的矿物质都有自身独特的红外特性。用红外线观察岩石就可以看出这些特性，也就是说你可以不用走近岩石去触摸它就可以了解其成分。

从远处观察岩石还不够。我们还需要某种工具包，以便近距离观察——获得精细成像并更精确地测量其成分。要是再有某种气象工具包就更好了，这样参与审查的气象学家们就会对我们的有效载荷设计更感兴趣。最后，我们还要找到那些已经基本成型的仪器，因为1998年就要发射升空，时间显得非常之紧(“更快、更好、更低廉”中的所谓“更快”)。所以，基本框架是很清楚的。既然研究火星的各色人等均在会场，为什么不立即动手呢？

红外设备的最佳人选？菲尔·克里斯坦森，来自亚利桑那州，作为首席科学家研发过热辐射光谱仪，以前搭载在“火星观察者号”上，现在正计划再次搭载在“火星全球勘测者号”上。他还有一个设想中的仪器，称为“微型热辐射光谱仪”。微型热辐射光谱仪实际上就是菲尔的热辐射光谱仪的微缩型，尺寸缩小，适合在火星表面工作。设想很好，有成熟的原型，又为广大科学家所接受。此外，菲尔是我研究生时期的好朋友，我们曾多次深夜在宾馆房间里玩扑克牌。迈克也很喜欢他。所以，拉菲尔入伙毫无困难。

我们需要测量土壤成分的仪器，很快敲定用吉姆·古丁的一款漂亮的小仪器，他在美国航空航天局位于休斯敦的约翰逊航天中心供职，研究这套仪器多年。这套仪器的优势在于，我们只需要想办法把它放到火星表面，剩下的事情它都可以自动完成，用内置的铲子收集土壤颗粒，送进仪器分析。

不过，接触岩石是我们研究的重中之重，但是这个问题相当难解决。我们想研究的是那些蕴涵着火星早期环境条件线索的岩石，可是我们无法确定着陆舱附近是否会有这样的岩石，是否能够轻轻松松地够得着。要么我们得想办法把岩石送进仪器，要么得把仪器弄到岩石附近。问题是，美国航空航天局并不打算发射可移动的着陆舱。着陆舱只是落到地面，永远静止不动。如果附近有很理想的岩石却恰好够不到，那就太遗憾了。美国航空航天局也不会给我们提供足够的经费来制造运送仪器或岩石的设备。

好在我知道有一条解决途径，并告诉了迈克。我有个老朋友，海因里希·旺克，在德国美因兹的马克斯普兰克学院，多年研究一种设备，他称之为微型太空车(Nanokhod)——Nano代表微小，khod纪念苏联的月球车(Lunakhod)，苏联的月球车20世纪70年代初期曾飞到月球。微型太空车很小，只有约一本厚字典大小，可以在火星表面爬行数米。看上去没什么了不起的，不过它搭载了3套很出色的微型仪器。一是显微镜，可以拍摄岩石特写。另一个称作阿尔法粒子x射线光谱仪，可测量岩石基本成分：硅含量、铁含量、镁含量等。微型太空车上的阿尔法粒子X射线光谱仪是鲁迪·里德的成果，他在美因兹的海因里希实验室工作，是个怪才。

微型太空车上的第三套仪器叫做穆斯鲍尔光谱仪，建造者是戈斯塔·克林格尔霍弗尔，一位在离美因兹不远的达姆施塔特科技大学的物理学家。穆斯鲍尔技术可以检验出任何含铁的矿物质。火星的绰号就叫红色行星，那可不是浪得虚名，火星表面可能有大量铁锈样的含铁矿物质。总之，微型太空车上的几套仪器正合我们的意思。虽然其机动性并不好，总归还是不错。绝妙的是，微型太空车是免费的。美国航空航天局从不为搭载其航天器的外国仪器出钱，他们指望提供仪器的国家买单。海因里希说服了德国政府为微型太空车出经费。

最后，气象学方面理所当然的人选是阿里·马蒂，来自赫尔辛基，也是我的朋友。阿里·马蒂拥有最好的气象学硬件设备，和海因里希的微型太空车一样，这些都是免费的，只不过这一次是芬兰政府掏腰包。

就这么办。所有的人都在会场，迈克和我挨个在帕萨迪纳希尔顿饭店的走廊上找寻他们。半小时之后，所有人都齐了。当时我们哪里知道，我们在不到1个小时之内组成的核心团队将要协力工作、并肩奋斗达10余年之久！

P12-17

能特地为中文读者撰写《登陆火星》的序言，我深感荣幸2006年的夏天到了，我需要休整一下。“精神号”和“机遇号”登陆火星已经两年半了，我整日在操作控制室里忙碌，难得喘息片刻，真的该休假了。火星探险车任务伊始，我的两个女儿还未出世，而现在她们都快上大学了。要想抓住机会全家休一次长假，这一次机不可失。

我们选择到中国度假。很多年前，也就是1986年，我和夫人曾访问过中国一次，之后就再没去过。我们渴望目睹中国这20年间发生的巨大变化，同时也希望女儿们有机会亲身体验中国历史和文化的博大精深。

和大部分美国游客一样，我们选择北京作为旅游的第一站。最初的几天我们无忧无虑，完全沉浸在浓郁的中国文化氛围之中。不过，我很快发现自己无法把探险车置之脑后。它们的工作进展如何？我不在的这段时间里我的科学团队又有了什么新发现？虽然火星探险任务已经进行了800多个工作日，但却总是会带给我们一个又一个的惊喜。探险车日益老化，总会出些故障，“精神号”和“机遇号”最终停止工作的可能性也越来越大。如果我在中国期间探险车出了致命的故障，而我却鞭长莫及，那我永远也无法原谅自己。我一定得及时了解在火星上那两个宝贝疙瘩的状况。

令我印象深刻的是，要做到这一点易如反掌。不论是在可以俯瞰紫禁城的宾馆房间内，还是在遥远的新疆维吾尔自治区网吧里，都可以轻而易举地登陆互联网，了解火星探险车的近况。无论我们在中国旅行到什么地方，短短几分钟我就能够下载到“精神号”和“机遇号”在火星上拍摄到的最新图像。这些图像展示了几个小时前另外一个世界的情形。对我来说更为重要的是，火星图像充分证明了探险车还在工作，按照我们设计的程序工作。远在火星上的一切都很顺利。

图像还说明了其他一些事情。其中之一当然就是美国航空航天局与全世界分享火星图像的开明之举确有实际的好处。太空探索是全世界的事业，地球上的每一个人，只要他愿意，都可以了解在那个红色星球上发生的事情。不过，更有意义的是，轻轻松松就可以访问到火星的图像表明：自从我上次访问中国到现在的20年间，中国已经一跃成为世界科技领域的大国。

因此，当我展望太空探索的未来时，我愈发看好中国。如今，如果你参加在中国举办的太空探索国际会议——这方面的会议不少——给你留下印象最深的是与会者的青春与活力。太空属于勇敢者，与懦弱的人无缘。看到中国太空探索的现状，我不由得想起20世纪60年代美国太空探索者的勇敢精神。20世纪60年代是美国太空探索的高峰年代。我们的太空探索者当年也是年轻而富有活力，初生牛犊不怕虎：在他们眼里没有办不到的事情。他们也成就了前人似乎无法成就的事业。在今日的中国，我看到了同样的潜能。

然而，将潜能变为现实也是一种极大的挑战，单只有胆量和活力是不够的。很多太空探险失败了，原因多在于管理不顺和领导不力。“精神号”和“机遇号”获得成功的因素很多，但其中首要的是像本书介绍的皮特·泰辛格、马特·华莱士以及其他一些人所具有的卓越的领导能力。我希望他们的故事多少能给中国的下一代太空探索者们提供借鉴和鼓励。

未来的太空探索不只属于美国，也不只属于任何一个国家，它属于有勇气、有活力探索太空的每一个人。我本人将无比惊喜地看到中国与其他国家一起，挺身迎接这一挑战。

希望您喜欢我们的故事。

史蒂夫·斯奎尔斯

于纽约州，伊萨卡

2007年6月6日

翻译这本书的最大感受，当然除了故事的跌宕起伏、引人入胜和专业术语上的困难之外，可以说有两点。

一是探险者的追求。在今天这个利益纷争的世界里，探险者的眼光却早已超越我们自己的世界，把追求投向了另一个遥远的星球。虽然这个星球也只是浩瀚宇宙的渺小一部分，虽然人类遥远未来的希望之地未必就是那里，但这是开端，是宇宙文明开始超越自己的起点。当一个文明因此而得以延续，它的探险先驱就因此而永生。

二是探险者的执著。物质文明高速发展的负面作用令我们浮躁，什么都想做，却什么都做不彻底、做不伟大。探险者十余年如一日孜孜追求的成功告诉我们，坚持就是胜利。一个人做一件事情并不难，难的是坚持做一件事情，把它做得彻底、做得伟大。

我们的国家也在追求着自己的“嫦娥之梦”。我们衷心祝愿我们的民族梦想成真，衷心感谢那些为了这一光荣梦想而默默奋斗、执著努力的科学家和工程师们。

我衷心感谢美籍华裔科学家王阿莲博士推荐此书并悉心审校译稿；感谢闻洁女士的周密安排；感谢中国宇航出版社为了本书出版所做的大量工作；感谢那些在本书翻译过程中提供帮助的所有人。

最后，我要感谢妻子和朋友们的支持与理解。

我的第一篇关于理想的小学作文是当老师，结果我成了老师。我儿子告诉我他的第一个理想是做科学家。我欣慰他有这样的理想，也希望他有同样的执著。

王斌

于北京邮电大学

2007年9月27日