火星96

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火星96（另外称之为火星8号）是一个俄罗斯的火星探测器，于1996年11月16日发射。发射后不久，D2组级上面级第二次点火失败，导致任务失败。火星96的前一个项目是火卫一计划，后继项目是福布斯-土壤探测器。

## 历史

火星96太空探测器是基于1988年发射的火卫一计划的弗伯斯1号和弗伯斯2号的架构所建造而成，改进了造成它们失败的已知问题，总质量略微低于二者。

火星96号是20世纪90年代苏联/俄罗斯唯一的月球或行星探测器，这是一项雄心勃勃的任务，旨在研究火星大气层、表面和内部的演化。最初计划由两艘探测器组成，火星94号和火星96号，但任务被推迟，最终合并为火星96号和火星98号。随后，火星98号被取消，火星96号成为苏联解体后俄罗斯首个进入地球轨道以外的深空探测任务。整个探测器由一个轨道器、和着陆器（两个小型自主固定探测器和两个独立的穿透器）组成。该任务搭载了大量仪器，这些仪器由法国、德国、其他欧洲国家和美国提供。类似的仪器后来也搭载在2003年发射的火星特快车探测器上。该项目的科学家是亚历山大·扎哈罗夫。

## 科学目标

火星96是为了解决人类对于未知的火星所产生的数个难题。任务的科学目标是要解开火星的表面、大气、内部构造的演进史，其他目标包括轨道环绕器的天体物理研究。科学任务被分为数个大类。其中火星表面探测包括绘制全火星的地形图、矿物分布地图、土壤成分分析、冰晶石研究与深层结构探查；大气研究则包含气候调查、某些大气物质例如水、二氧化碳、臭氧...等。全火星监测、压力变化分析、气溶胶特性研究；内部结构研究包括火星地壳厚度、火星磁场热通量、搜寻火山活动、研究地震频率；电浆方面探索包含磁场的方向与强度，除此之外，离子与电浆成分、磁层边界也在本项研究之中；天体物理学由轨道环绕器负责探究、研究宇宙射线中的伽马射线爆发、太阳与其他恒星的震荡关系。

## 太空探测器设计

### 轨道探测器

火星96轨道探测器是基于弗布斯轨道探测器所设计的三轴向稳定的太空船，具有高增益天线、中增益天线各一座。两片大型太阳能电池板在火星96的彼测。另外有一枚可抛式推进系统，在火星96插入火星轨道时与之分离。两台表面登陆器位于轨道探测器的顶部；两枚表面穿透器则与推进装置相连，位于轨道探测器中间部分有微处理器、内部暂存系统。火星96含燃料时重达6180公斤；而不含燃料重量为3159公斤。

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### 表面登陆器

两台表面登陆器皆装载于高1米、直径约1米的壳形舱内，含外壳重量约86公斤、仪器总重7公斤。表面登陆器具有数据处理元件（SDPI），可以操控表面登陆器的运作；通讯部件包含接收器与发送器，可进行数据传输，数据传输速度最快可达8,000位元/秒（1,000字节/秒）；电力来源则倚靠放射性同位素热电机（RTGS）。特别的是两台表面登陆器皆携带CD片，内容包括启发火星探测的科幻故事、声音、艺术，主要是献给未来人类探索火星的礼物，表面登陆器预定运作一年。

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### 表面穿透器

表面穿透器包括两个主要构造：前穿刺部与后着陆部。当表面穿透器击中火星表面时，前穿刺部会分离并向下穿刺约5~6米深；后着陆部则着陆并与前穿刺部以一条线相连。前穿刺部包含一项内务设备与分析设备的一部分；后着陆部则包含无线电系统与其他的分析设备，数据传输速度最快可达8,000位元/秒（1,000字节/秒）。同样地，表面穿透器也使用放射性同位素热电机（RTGS）做为动力来源。整个表面穿透器约种50公斤。表面穿透器会以5~6公里/秒的速率穿刺火星表面。表面穿透器预定运作一年。

## 原定计划

### 发射

火星96在1996年11月16日借由质子-K/DM组级运载火箭航向火星，本型号的第四节运载火箭在此之前只使用过两次，分别是1988年前往火星的弗伯斯1号、弗伯斯2号。前三节燃料会完全耗尽并脱离，而第四节——也被称做Block D-2会将火星96送入环绕地球的停泊轨道；此后Block D-2会再次点火，将火星96导向火星位置。当Block D-2燃料耗尽，会与轨道探测器分离，开始展开自身的天线同时启动轨道探测器的推进装置。行进的过程中，太阳能电池板、PAIS科学平台也开始运作。

### 星际遨游

星际漫游长达10个月，两次轨道修正计划原定在本阶段进行，天体物理学研究也会在此时运作。计划到达火星时间为1997年9月12日。

### 抵达

在抵达前5天，火星96将登陆探测器释放在北半球两个不同的地点，将登陆探测器释放后，轨道探测器会改变轨道，为进入环绕火星做准备。在适当的时刻，轨道探测器的主引擎会启动并使之减速，进而进入环绕火星轨道。一开始的轨道近地点约500公里；远地点约52000公里，环绕周期为43.09小时。

### 登陆探测器着陆

在轨道探测器进入火星轨道之时，登陆探测器已经在火星上软着陆。两台登陆探测器的程序是相同的，均先借由气动压力减速，在距离火星表面19.1公里时开启降落伞；18.3公里高空则与防热盾分离。到达火星表面时，下方有安全气囊的登陆探测器会与降落伞分离。着陆完成后，四片花瓣状的外罩会打开，并传送讯后给轨道探测器。

### 轨道探测器环绕

轨道探测器的第一个任务是确认两台登陆探测器均传送成功着陆的讯号。释放穿透探测器的时间为进入火星轨道环绕7至28天后进行，在穿透探测器释放之前无法进行其他的科学研究，直到穿透探测器、某先推进部件被移除后方可进行。

### 穿透探测器穿刺

两枚穿透探测器的构造相同、着陆程序也一致。利用旋转的方式脱离轨道探测器，并触发固态火箭的启动，开始朝向火星表面靠近。经过20~22小时后，穿透探测器会与火星表面大气接触，此时会启动刹车装置，前穿透部与后着陆部分离，如此可以使前穿透部插入更深的火星表面，穿刺进入后，可以透过与后着陆部的连线将讯息回传给轨道探测器。

### 轨道探测器科学探测

约进入火星轨道环绕1个月后，此时已抛弃推进装置、释放穿透探测器，正是进入主要科学探测阶段。原定轨道探测器至少运作一个地球年，其中环绕轨道会飞越火卫二、但飞掠火卫一的计划在最终版本未能实现。如过延展计划付诸实行，多运行的2~3个月环绕周期将减至9小时。

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## 任务失败

1996年11月16日20时48分53秒（格林威治标准时间）质子K型运载火箭发射升空，直到进入停泊轨道时情况一切正常。然而不久之后，D2组级上面级第二次点火遭遇到困难，火星96被分离，而且推进器也自动重新点燃，没了推进器推送的火星96再入大气层并在太平洋、智利、玻利维亚一带解体成一条320公里长的碎片带；第四节火箭D2组级随后也焚毁于大气层。但美国与俄罗斯对于重返大气层的时间认定上存在分歧，如下所述。

### 结论

审查委员会对于火星96的失败无法确定是Block D-2的问题还是火星96本身的故障。主因为审查委员会无法取得关键部件的遥测数据，进而无法推断失败的主因。

除此之外有关于坠毁地点也引发争论，因为火星96携有200公克小珠状的钚-238，钚-238被装载在穿透探测器、登陆探测器中，依照设计理论上可以承受住重返大气层的热力，所以很有可能散落在地球上，造成辐射污染。纵然这些携有钚-238的物件可能会对地球造成严重的影响，但俄罗斯当局并未做出进一步的弥补行动。原定火星96会在大气层中完全烧毁，残存碎片会坠入太平洋中，不过火星96解体后散落形成长320、80公里宽经过的碎片带污染了大片地表。推定碎片带经过智利的伊基克，但在当地并没有任何搜寻到碎片的报告，所以没有去回收这些污染物。到了1997年3月，美国航太司令部更表态提到，声称火星96并未如俄方所说，进入正确的重返地球轨道。

## 基本资料

- names_list：火星8号
- 说明：火星96探测器组装图
- 任务类型：火星轨道器、着陆器、穿透器
- 运营单位：Roscosmos
- COSPAR_ID：1996-064A
- 卫星目录序号：24656
- 网站：火星96（俄罗斯太空研究所）
- 任务时长：未能进入轨道
- 制造商：拉沃奇金
- 弹头量：6180kg
- 净重：3159kg
- 推出时间：1996年11月16日 20:48:53 UTC
- launch_rocket：质子-K / D-2
- 发射地点：拜科努尔 拜科努尔航天发射场200号发射台
- launch_contractor：赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心
- entered_service：未能进入轨道
- decay_date：1996年11月17日
- 参考坐标系：地心轨道
- 轨道类型：低地球轨道
- apsis：gee
- 分类：俄罗斯火星探测计划
- previous_mission：火卫一计划
- next_mission：福布斯-土壤