小獵犬 2 號

小獵犬 2 號（Beagle 2）是一個由英國研發的著陸航天器，其研發目的在於搜尋火星表面的生命跡象，是歐洲航天局 2003 年火星快車號任務的一部分。小獵犬 2 號的名字來自曾兩次跟隨達爾文遠征的小獵犬號帆船（HMS Beagle），這兩次遠征促成達爾文日後得以完成並提出他著名的進化論學說。

它從火星特快車上釋放出來後的第六天，正準備按計劃進入大氣層時，失去所有聯絡。由於完全失聯，因而曾被質疑其根本沒登陸火星，而是被彈出大氣層，進入環日軌道；或質疑其在降落過程中被大氣燃燒殆盡；亦有其已抵達火星表面，卻因與火星地表堅硬物體發生撞擊而撞毀，或因其它錯誤而無法與地球聯絡的質疑。但是在 2015 年 1 月 16 日經多國研究人員確認，小獵犬 2 號其實已於 2003 年時成功登陸在火星表面，只是因故未能完成部署開始運作。

背景

“小獵犬 2 號” 是由英國公開大學的科林・皮林格教授（Colin Pillinger）為首的英國學術小組與萊斯特大學合作構想出來的。名副其實，它的目的就是為了搜尋火星生命資訊，如皮林格教授所說：

“小獵犬號在 1830 年代載著達爾文探索世界，並因此使我們對地球生命的認知獲得了一個巨大的飛躍。我們希望小獵犬 2 也能在探索火星生命上取得如此成就。”

北緯 10.6°，西經 270°，依西迪斯平原一塊巨大平坦的沉積盆地邊界，火星原始高地和北部平原之間的交界處，被選定為著陸點。專家期望登陸器能持續工作 180 天，如果可能，持續一個火星年（687 地球日）的工作。“小獵犬 2” 登陸器的任務是探明著陸地點的地質狀況、礦產資源、土壤成分、氧化狀態、大氣的物理屬性、表層土壤分層、收集火星氣象學及氣候學的相關資料等，並尋找可能的生命跡象。

皮林格為設計和建造 “小獵犬 2” 成立了一個聯合團體，主要成員及職責如下：

英國公開大學；團隊領導及科學實驗
萊斯特大學：專案管理、任務管理、飛行操作組、器械管理及科學實驗
阿斯特里姆（Astrium）：主要工業夥伴
馬丁貝克：進入、降落、著陸系統
羅傑克（ Logica）：巡航、進入、降落及著陸軟體
SciSys：地面部分及登陸器軟體
阿伯里斯特威斯大學：機械臂

2000 年，主要研發工作開始啟動，歐洲宇航防務集團負責專案管理，萊斯特大學負責任務管理，包括相關的發射後操作準備和操作控制中心。

經過廣泛的公眾宣傳並取得資金支援後，設計人員尋求並得到了英國藝術家的參與和認同。任務的呼叫訊號由布勒樂隊作曲；校準 “小獵犬 2” 相機和光譜分析儀的 ' 檢測卡片 '（校準用片）由達米恩・赫斯特繪製。

登陸操作控制中心（LOCC）設在萊斯特大學的英國國家太空中心，從這裡可以看到如何控制航天器，中心對公眾開放參觀。中心還包括控制 “小獵犬 2” 的作業系統、程式流程分析工具和科學遙測，準備活動序列、通訊系統及地面測試模型所需的虛擬現實工具。地面測試模型由多種不同的 “小獵犬 2” 系統建造，這些資料收集起來形成一套完整的登陸電子資訊。地面測試模型幾乎是不停的執行各種工程和科學命令，以此來檢測著陸順序，驗證所搭載的軟體。

航天器和子系統

“小獵犬 2 號” 有一個設計為著陸後可展開的機械臂作為可調承載臺（PAW）。可調承載臺包括一對立體相機、一個（6 微米解析度）顯微鏡、穆斯堡爾頻譜學儀器、一臺 X 光譜分析儀、一個收集岩石樣本的鑽頭和照射燈。岩石樣本由可調承載臺送到質譜儀中，登陸器內建的氣體色譜儀 —— 氣體分析儀（GAP），可以測量不同碳中同位素的相對比例。因為眾所周知，碳是生命的基本元素，這些分析可以揭示樣本中是否有生命曾經存在的跡象。

此外，“小獵犬 2” 還配備了一個由機械臂放出的小鼴鼠（行星淺地工具，（PLUTO）），它安裝了一個可壓縮彈簧裝置，可以讓 “鼴鼠” 以每秒 20 毫米的速度在地表移動，探查地表，並用頂端的凹腔收集地表下的土壤樣本。鼴鼠與登陸器之間透過有線電纜連線，並將所收集的樣本透過電纜送回登陸器。

登陸器的外形看起來像是一隻很淺的碗，直徑 1 米，深 0.25 米。登陸器的外表面是以鉸接的形式摺疊起來的，裡面是一支超高頻天線、0.75 米長的機器臂以及科學裝置等。主體裡也包含了電池、通訊裝置、電子裝置、中央處理器、加熱器和附加荷載裝置（輻射和氧化探測器）等。登陸器的蓋子是 4 片暴露在外未摺疊的太陽能板。登陸器發射時總計 69 公斤，但實際登陸重量約 33.2 公斤。

地面部分來自於歐洲航天局，軟體核心是 SCOS2000。為遵循低消費的原則，控制軟體的原型來自於筆記型電腦。

任務

“火星特快車” 在世界標準時間 2003 年 6 月 2 日 17:45 發射於拜科努爾。“小獵犬 2 號” 裝在火星特快車的頂端平臺。2003 年 12 月 19 日 8：31，登陸器由快車發射至飛向火星的彈射軌道。12 月 25 日 “小獵犬 2 號” 發射 6 天后，按計劃，要以 20000 公里 / 小時的速度進入火星大氣層。登陸器外覆蓋著塗有 NORCOAT（一種由 EADS 生產的燒蝕材料）的隔熱罩，來抵禦進入大氣層時的熱量。按火星探路者所經歷的熱流來說，火星大氣層中炙熱氣體產生的輻射和壓力最高點估計可達 100 W/cm² 左右。

在火星大氣層中降落後，降落傘被開啟，到離地 1 公里的高度，巨大的氣囊開始充氣，將登陸器包起來，減輕著陸時的衝擊力。著陸時間預計在世界時 12 月 25 日 02:45（歐洲航天局時間 12 月 24 日 21:45）。著陸後氣囊減壓，登陸器的頂部開啟。此時，應該向火星特快車發一次訊號，當地時間的早晨會再發一次，以此證明 “小獵犬 2 號” 成功著陸並渡過在火星上的第一個夜晚。立體相機和一個彈出式鏡子將拍攝著陸地點周圍的全景影像，然後登陸器的機械臂展開。機械臂會用各種裝備採取樣品並儲存起來以便日後研究，“鼴鼠” 也開始工作，在以登陸器 3 公里為半徑的範圍內掃描地面，挖取岩石下的土壤樣品進行分析。

英國政府在 “小獵犬 2 號” 上花費了超過 2 千 2 百萬英鎊（4 千萬美元），剩下的 4 千 4 百萬英鎊（8 千萬美元）來自私人投資。

任務過程

雖然 “小獵犬 2 號” 被成功的從母船火星特快車發射出來，但成功登陸的訊息卻一直沒能得以證實。確認資訊應該在 2003 年 12 月 25 號傳來，“小獵犬 2 號” 應當聯絡早已在軌道上的美國國家航空航天局的 2001 火星奧德賽號，然而接下來的幾天，卓瑞爾河岸天文臺的洛弗爾望遠鏡也沒能收到 “小獵犬號 2” 的訊號。工作組說，他們仍然 “滿懷希望” 的期待發現返回訊號。

2004 年 1 月到 2 月，火星特快車一直多次試圖聯絡 “小獵犬 2 號”。第一次嘗試開始於 2004 年 1 月 7 日，以失敗告終。雖然一直進行頻繁嘗試，但最有希望取得成功的是 1 月 12 日那天，“小獵犬 2” 預設為會被剛好飛過正上方的火星特快車探測器發現。然而直到 2 月 2 日，探測器要轉為自動發射的後備模式時為止，也未能同 “小獵犬 2” 建立任何形式的通訊聯絡。目標著陸地區的中心的照片顯示此處有一個火山撞擊坑，有人認為也許是登陸器的停靠地點剛好在撞擊坑壁形成的陰影中，所以發射的訊號無法傳送，但後來的高精度照片否認了這一假設。

2004 年 2 月 6 日，“小獵犬 2 號” 管理委員會宣佈確認 “小獵犬 2 號” 失蹤。2 月 11 日，歐洲航天局宣佈要對 “小獵犬 2 號” 任務的失敗進行調查。

火星任務失敗以太空任務而言，並不罕見，以 2006 年與火星相關的發射任務為例，該年 37 次發射任務中，僅有 18 次任務成功。

歐洲航天局調查報告

2004 年 5 月，委員會將 “小獵犬 2” 的調查報告提交給了歐洲航天局和英國科學大臣盛伯理勳爵。 最初，這個報告被列為機密檔案，後經過 19 份書面申請要求，報告終於公佈於眾。

歐洲航天局科學部負責人教授提出了四種可能的失敗原因：

“小獵犬 2” 進入了科學家們完全沒有預計到的大氣層，很快就燃燒完了。也或許是被 “反彈回太空中”。因為大氣中塵埃的成分分佈不同，其溫度和密度也完全不同。
探測器的降落傘或緩衝氣囊沒有在正確的時間開啟，或根本沒有開啟。
“小獵犬 2” 的後殼與降落傘絞在一起，使得降落傘沒能正確開啟。
“小獵犬 2” 在地表被氣囊和降落傘裹住了，沒法開啟。

2005 年 2 月，根據英國下議院的建議，報告公佈於眾，萊斯特大學獨立出版了任務細節報告，包括可能的失敗模式，和一本《前車之鑑》的小冊子。

尋獲

2005 年 12 月 20 日，皮格林教授公佈了一些來自火星全球探勘者號的圖片，他認為 “小獵犬 2” 落在降落點伊希地平原的一個火山口中，據稱這張模糊圖片上的主降落點有一個黑斑，不遠處，“小獵犬 2” 的太陽能板已經展開，被一堆洩氣的氣囊包裹著。2007 年 2 月，美國國家航空暨太空總署（NASA）所操作的火星勘測軌道飛行器（Mars Reconnaissance Orbiter, MRO）上之高精度相機發現這塊地其實是空的。

2015 年 1 月 16 日，一名歐洲太空總署火星特快車計畫的前成員麥可・克隆（Michael Croon）在分析由 MRO 上所搭載的高解析度成像科學裝置（High Resolution Imaging Science Experiment, HiRISE）拍得的照片資料時，發現停在火星表面上的小獵犬 2 號蹤跡。之後由 NASA 的噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）、小獵犬 2 號計畫與 HiRISE 計畫等單位所進行的一連串影像分析證實小獵犬 2 號並未在登陸的過程中燒毀或撞毀，11 年來一直靜止停泊在火星地表的伊希地平原（Isidis Planitia）。照片中顯示小獵犬 2 號成功著陸但太陽能板未全部展開，主降落傘緊鄰在一旁。因通訊天線在太陽能板下面，故歐洲太空總署無法和小獵犬 2 號建立通訊。相關單位並沒有計畫將它重新啟動、與它恢復通訊，或者從它身上取得任何資料。

影視作品中的小獵犬 2 號

小獵犬 2 號在電影《變形金剛》中出現，但電影中是美國發射的探測器。火星上的狂派變形金剛紅蜘蛛因為小獵犬 2 號而得知地球位置。