小獵犬2號

**小獵犬 2 號**（英語：Beagle 2）是一個由英國研發的著陸太空飛行器，其研發目的在於搜索火星表面的生命跡象，是歐洲太空總署 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，失去所有聯繫。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繫的質疑。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信息，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數據等，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：計畫管理、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
* 科斯（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持後，設計人員尋求並得到了英國藝術家的參與和認同。任務的呼叫信號由布勒樂隊作曲；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太空飛行器，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、程序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實境工具。地面測試模型由多種不同的「小獵犬 2」系統建造，這些數據收集起來形成一套完整的登陸電子信息。地面測試模型幾乎是不停的運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。

## 太空飛行器和子系統

「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台（PAW）。可調承載台包括一對立體相機、一個（6 微米解析度）顯微鏡、穆斯堡爾頻譜學儀器、一台 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台送到質譜儀中，登陸器內置的氣體色譜儀 —— 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。鼴鼠與登陸器之間通過有線電纜連接，並將所收集的樣本通過電纜送回登陸器。

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設備等。主體裡也包含了電池、通訊設備、電子設備、中央處理器、加熱器和附加荷載設備（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太空總署，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本電腦。

## 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台。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 天後，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，降落傘被打開，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（歐洲太空總署時間 12 月 24 日 21:45）。著陸後氣囊減壓，登陸器的頂部打開。此時，應該向火星特快車發一次信號，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圖像，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，但成功登陸的消息卻一直沒能得以證實。確認訊息應該在 2003 年 12 月 25 號傳來，「小獵犬 2 號」應當聯繫早已在軌道上的美國國家航空暨太空總署的 2001 火星奧德賽號，然而接下來的幾天，卓瑞爾河岸天文台的洛弗爾望遠鏡也沒能收到「小獵犬號 2」的信號。工作組說，他們仍然「滿懷希望」的期待發現返回信號。

2004 年 1 月到 2 月，火星特快車一直多次試圖聯繫「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繫。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，所以發射的信號無法傳送，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」管理委員會宣布確認「小獵犬 2 號」失蹤。2 月 11 日，歐洲太空總署宣布要對「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。

## 歐洲太空總署調查報告

2004 年 5 月，委員會將「小獵犬 2」的調查報告提交給了歐洲太空總署和英國科學大臣盛伯理勳爵。 最初，這個報告被列為機密文件，後經過 19 份書面申請要求，報告終於公布於眾。

歐洲太空總署科學部負責人大衛・索思伍德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布不同，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打開，或根本沒有打開。
* 「小獵犬 2」的後殼與降落傘絞在一起，使得降落傘沒能正確打開。
* 「小獵犬 2」在地表被氣囊和降落傘裹住了，沒法打開。

2005 年 2 月，根據英國下議院科學與技術特別委員會的建議，報告公布於眾，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，皮格林教授公布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，被一堆泄氣的氣囊包裹著。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設備（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。因通信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。

## 參見

* 小獵犬 3 號（任務取消）
* 火星生命
* 返回大氣層
* 無人空間任務
* ExoMars
* 太陽系探測器列表

## 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。

## 參考

## 外部連結

* _Beagle 2_ Official Site
* _Mars Express_
* _Beagle 2_ Mission Profile by NASA's Solar System Exploration
* BBC guide to _Beagle 2_ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* _Beagle 2_ may have sped to its death （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） (_New Scientist_, 8 March 2004 )
* University of Leicester _Mission Report_ and _Lessons Learned_ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）