好奇号带你上火星：从起源号到好奇号漫游车太空探索记 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Roger Wiens

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　　火星是距离地球最近的行星，也是太阳系中最近似地球的天体之一。火星有类似地球的四季交替，自转周期也相似于地球，但火星有生命存在吗？这就是好奇号漫游车的神圣任务。

　　这趟航行三‧五亿英里，是人类走得最远也最近的宇宙探索，好奇号若在火星找到微生物，将改写人类的宇宙观！

　　本书作者是地球化学家，也是「好奇号」化学相机的首席研究员，多次参与美国航太总署机器人计画，将精密仪器送入太空，开启令人惊叹的火星之旅。透过本书，他写出二十五年来机器人太空探索的时代故事，从早期探测任务到现在机器人仪器的精密研究，也写出庞大预算与任务成功与否的实际问题，而这也激发人类更多的创造力。

　　从「起源号」到「好奇号」，作者生动描绘这些机器人研发、设计、发射、漫游到顺利着陆，展开火星探测的精采故事。

名人推荐

　　探索频道杂志总编辑陈豫弘
　　中研院天文及天文物理研究所研究副技师曾耀寰
　　PanSci泛科学总编辑郑国威
　　《华盛顿邮报》（WashingtonPost）
　　《出版人週刊》（PublishersWeekly）
　　《克科斯书评》（KirkusReviews）
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　　《美国科学人》（ScientificAmerican）杂志
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星际航行：人类探索宇宙的宏伟史诗 本书将带您踏上一段跨越星辰大海的壮丽旅程，追溯人类对未知宇宙无尽的好奇与探索精神。这不是关于某一个特定任务或漫游车的编年史，而是一部浓缩了人类几代人梦想、智慧与奉献的宏大叙事诗，它描绘了我们如何从仰望星空到触摸星辰的每一步坚实足印。 第一章：梦想的萌芽——古代的凝视与早期的猜想 在人类文明的黎明，当夜空被亿万星辰点亮时，第一个关于“那里有什么”的问题便已在古老的文明中悄然诞生。本章将深入探讨古代天文学的成就，从巴比伦的星盘到中国的浑天仪，从古希腊哲学家对宇宙结构的思辨，到阿拉伯世界对天体运行的精确观测。我们将解析哥白尼的日心说如何颠覆了人类的宇宙观，以及伽利略第一次将望远镜指向天空时所带来的震撼。 探索的脚步从未停歇。本章将详细描述早期火箭技术的发展历程，追溯康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基的理论基石，以及罗伯特·戈达德的实践突破。这些看似简单的燃烧和推力实验，却是日后载人航天和深空探测的必要前提。我们着重分析了二战后V-2火箭技术如何意外地成为了冷战太空竞赛的催化剂，点燃了两个超级大国争相问鼎太空的激情。 第二章：跨越地球的藩篱——早期卫星时代的黎明 1957年，斯普特尼克号的首次成功发射，标志着人类正式挣脱了地球引力的束缚。本章将详尽回顾早期人造卫星的发射与轨道设计，分析它们如何帮助我们以前所未有的精度绘制了地球的磁场、大气层和范艾伦辐射带的结构。 紧随其后的是对生命极限的挑战。本章将深入剖析早期生物学实验，包括那些被送入近地轨道的动物先驱们，它们为人类的太空飞行积累了至关重要的生理学数据。我们将详细解读载人航天计划的初期阶段，探索东方和西方在技术路线上的差异与竞争，以及早期宇航员在狭小座舱内克服失重、辐射和心理压力所付出的非凡努力。从东方的“东方号”到西方的“水星计划”，每一次成功的返回都是对人类生存能力的又一次大胆验证。 第三章：飞向月球——阿波罗时代的辉煌与工程奇迹 人类的目光从未止步于地球的近邻。本章的核心是对“阿波罗计划”这一人类工程史上最宏伟壮举的细致回顾。我们将不仅仅关注登月本身，更会剖析支撑这一目标的复杂系统工程：从土星五号火箭的无与伦比的推力计算，到登月舱（LM）的复杂对接与下降机制；从地面控制中心（Mission Control）的实时数据处理能力，到宇航员在月球表面采集的岩石样本所揭示的太阳系早期历史信息。 我们还将探讨阿波罗计划背后所需要的材料科学、导航制导与控制（GNC）系统的飞跃式发展。这不是一个孤立的技术胜利，而是凝聚了数十万工程师、科学家和技术人员集体智慧的结晶。本章将带领读者“走进”阿波罗任务的每一个关键节点，理解那些在发射前夜与回归过程中所经历的惊心动魄与最终的胜利喜悦。 第四章：太空的持久存在——空间站时代的建立与协作 在征服了月球之后，人类的目光转向了如何在近地轨道建立一个永久的“前哨站”。本章聚焦于空间站的演进，从早期的“礼炮号”和“天空实验室”对长期驻留可行性的初步验证，到“和平号”空间站的模块化建设与长期运行经验的积累。 重点分析将多个不同国家、不同技术体系的航天器成功对接的复杂挑战。空间站的建立，标志着太空探索从单纯的国家竞争向国际合作模式的重大转变。我们将详细解析生命支持系统（ECLSS）的精妙设计，如何循环利用水和空气，以最大限度地减少地球补给的依赖。此外，本章还将深入探讨微重力环境下生物学、物理学和材料科学的突破性研究，这些发现对地球科学和未来深空任务都具有深远意义。 第五章：太阳系的信使——无人深空探测器的辉煌遗产 本章的主题是那些无畏的“眼睛”和“手”，它们被送往太阳系乃至更远的深空，为我们传回了关于行星、彗星和小行星的宝贵数据。我们将回顾“先驱者号”和“旅行者号”——人类发出的跨越太阳系边界的最远使者。重点分析了它们如何利用引力弹弓效应（Gravity Assist）实现行星际旅行的效率最大化，并展示了它们携带的镀金唱片所承载的人类文明信息。 我们还会深入研究对火星的早期侦察任务，以及对木星、土星、天王星和海王星的“旅行者”级巡访。本章将详细阐述各类探测器的设计哲学：是追求速度，还是追求停留深度？是高精度成像，还是广泛的光谱分析？通过对“伽利略号”、“卡西尼-惠更斯号”等任务的经典案例分析，读者将全面理解太阳系探索的多样化策略和丰硕成果。 第六章：走向深空与未来展望 探索永无止境。本章将目光投向当前和近未来的宏伟计划。我们将探讨新一代重型运载火箭的发展趋势，以及如何利用它们实现更远、载荷更大的任务目标。重点分析重返月球（Artemis计划等）的战略意义，及其作为未来载人火星任务“跳板”的角色定位。 此外，本章还将预演人类殖民外星球的可能性，包括火星基地建设的技术挑战、地外资源利用（ISRU）的前景，以及如何设计能够抵御深空辐射的长期载人飞船。我们将讨论对系外行星的搜寻，从开普勒的经典观测，到詹姆斯·韦伯望远镜对早期宇宙和系外行星大气特征的革命性分析。最后，本书将以一个开放性的思考作结：在宇宙的浩瀚面前，人类文明的下一步航向究竟在哪里？这份对未知的持续追问，正是人类探索精神的终极体现。

作者简介

罗杰‧温斯（Roger Wiens）

　　火星漫游车好奇号的化学相机（ChemCam）首席研究员，也是洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）的科学家，他曾在加州理工学院和加州大学，负责建立美国航太总署起源号任务的三种仪器，目前居住在新墨西哥的洛斯阿拉莫斯。

译者简介

蔡承志

　　政治大学心理学研究所硕士，全职科普书籍专业译者，译作包括《社会组也学得好的数学十堂课》、《大脑比天空更辽阔》、《掉在地上的饼干还能吃吗？有关细菌、病毒和霉菌的必要知识与常识》、《大气：万物的起源》、《重返人类演化现场》、《史上最美的十项科学实验》、《食物与厨艺II：蔬、果、香料、谷物》、《食物与厨艺III：面食、酱料、甜点、饮料》、《时空旅行的梦想家：史蒂芬‧霍金》。

绪论    

第一篇：起源号    
第一章：从明尼苏达到月球    
第二章：时代的曙光    
第三章：任务甄选    
第四章：打造起源号    
第五章：超越月球凯旋归来    
第六章：重击    
第七章：败部复活    

第二篇：前进火星    
第八章：雷射和漫游车    
第九章：失火了！    
第十章：探访火星，平安返回……功亏一篑    
第十一章：法国人脉    
第十二章：拿到船票上火星    
第十三章：新仪器攻防战    
第十四章：取消任务    
第十五章：坚持到底    
第十六章：漫游车的马达    
第十七章：完成化学相机    
第十八章：登上漫游车    

第三篇：好奇号    
第十九章：万事齐备    
第二十章：落脚火星何方？    
第二十一章：重回卡纳维尔角    
第二十二章：恐怖七分钟    
第二十三章：登上火星    

后记    
致谢  

一九九○年一月。那是南加州一个寒冷的下雨天，我从住了两年的圣地牙哥住家启程，开车前往加州理工学院应征工作。那条高速公路让我神经紧张。在那之前，这辈子我只有一、两次在那么繁忙的高速公路上开车。开进帕萨迪纳的路途上，我心中一边回想起自己在明尼苏达州西部度过的童年时光。我想到一位同学对那所学校的看法，他说，在加州理工学院，所有人都是天才。那时我还曾经寻思，进入那种地方，身边都是世界上最聪明的人，不知道会是什么光景。现在我就要得知真相了。
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我把车子停好，找到那栋建筑，走上一组石砖阶梯，顶上是妆点地质学馆西班牙式建筑的松绿色穹顶，我走进挑高的昏暗门厅，伸手敲第一道门。一位矮小、圆脸，头顶渐秃的教授前来应门，把我引进室内。我不由得注意到，门口附近摆了一台一九八○年代早期的TRS-80个人电脑，那是极早期的型号，早已超过正常使用寿限。室内四周其他空间列置一座座书架，上面堆满书本和一落落论文。

地球化学教授唐．伯内特（Don Burnett）在我对面坐下，他微微点头，摆出我后来熟见的姿势，接着就说，「嗯，基本上，这个工作可以给你。」

「那我接受了，」我回答。这大概是有史以来最短的求职面谈。

那次讨论的工作，涉及一种太空新实验的可行性研究，也是我之前从来没有做过的事情。伯内特的构想是收集太阳粒子带回地球，期能更深入认识太阳的组成。当时已知太阳会稳定向外发送一种原子流，这种现象最早在一九六○年代早期已经观测得知。要想制造仪器来侦测其丰度、速度，和其他几种性质还比较容易，然而谈到测定其组成，那就是出了名的困难。伯内特认为，把仪器装上航空器，上太空分析那些原子并不妥当，这项工作得靠一趟取样返回任务才行。

早几年我就见过伯内特，当时我们也讨论往后是否有可能合作。不过，取得博士学位时，我根本不认为自己应该投身太空探索，况且对于伯内特的专案能有什么前景也不表乐观，所以当时就决定接受另一个职位。但现在工作戛然而止，除了找伯内特请教之外，自己也毫无头绪。我们大概花了两个小时，讨论眼前的事项。伯内特在阿波罗系列任务期间，曾经领导一项月面实验，不过就像我一样，他对自动化太空船也毫无经验。我们必须一块儿学习。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格实在是太吸引人了，它不像我之前读过的很多科普读物那样干巴巴地堆砌数据和术语，而是充满了人文关怀和对科学探索的热情。作者在讲述“好奇号”漫游车的故事时，仿佛在描绘一个有生命的、有灵魂的探索者。它不仅是冰冷的金属和复杂的电子元件的集合，更是人类智慧和好奇心的延伸，是我们将目光投向遥远星辰的象征。书中关于“好奇号”如何克服各种困难，例如严酷的火星环境、复杂的通讯延迟，以及工程师们如何设计出如此精巧的机械臂和科学仪器，都写得极为细致，让我不禁为人类的创造力感到惊叹。而且，作者还巧妙地将科学知识融入到故事之中，比如在介绍“好奇号”的化学分析仪时，我不仅了解了它的工作原理，还顺带学习了一些关于火星地质和大气成分的基础知识。读这本书，就像是和一位博学而风趣的朋友一起畅游太空，他会指着星空，告诉你那里发生过的精彩故事，让你在轻松愉悦的氛围中，获得知识，点燃对宇宙的无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种精神上的震撼。它讲述了从“起源号”到“好奇号”这段波澜壮阔的火星探索史，每一页都充满了人类的智慧、勇气和永不满足的好奇心。作者用一种充满激情的笔调，描绘了科学家和工程师们如何克服重重困难，一次次地将探测器送往遥远的火星。读到“好奇号”的故事时，我更是被深深吸引。它就像一个孤独的探险家，在陌生的星球上，用它那先进的仪器，孜孜不倦地搜寻着生命的痕迹，揭示着火星古老的地质历史。书中对“好奇号”所进行的各种科学实验的描述，非常生动，让我仿佛能够身临其境，感受那份探索未知的激动。而且，作者还将一些复杂的科学原理，用通俗易懂的方式解释清楚，让即使是普通读者也能领略到火星探测的魅力。这本书让我更加坚信，人类的探索精神是无穷的，我们总会不断地突破界限，去发现更多未知的美好。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我深深着迷的书，它以一种非常生动有趣的方式，带领我们回顾了人类探索火星的漫长而辉煌的历史。从最初的“起源号”任务，到如今活跃在火星地表的“好奇号”漫游车，作者仿佛是一位经验丰富的导游，娓娓道来每一次探测器发射背后的故事，那些充满挑战与惊喜的旅程，以及科学家们为了实现人类的太空梦想所付出的不懈努力。我尤其喜欢书中对早期火星探测器工作原理的细致描绘，那些略显笨拙却又充满智慧的设计，无不展现着那个时代人类对未知宇宙的渴望与勇气。而当话题转向“好奇号”时，那种震撼感更是无以复加。书中不仅仅是列举了“好奇号”所取得的科学成就，更重要的是，它让我看到了这个金属伙伴如何在遥远的火星表面，如同一个不知疲倦的探险家，用它那双锐利的“眼睛”观察、分析，甚至“品尝”着火星的土壤和岩石，试图揭开这颗红色星球隐藏的秘密。每一次数据的传回，都牵动着无数人的心弦，这本书将这些珍贵的瞬间，以一种触手可及的方式呈现在我面前，让我觉得自己也参与了这场伟大的探索。

评分☆☆☆☆☆

我一直对太空探索，特别是火星探测抱有浓厚的兴趣，而这本书可以说完全满足了我所有的好奇心。它将“起源号”和“好奇号”这两代火星漫游车的故事有机地结合在一起，展现了人类火星探测技术和认知的飞跃式发展。书中对“起源号”任务的介绍，让我了解了那个时代技术上的局限性，以及科学家们是如何在有限的条件下，竭尽所能地去探索未知的。那些最初的模糊图像，即使在今天看来可能显得粗糙，但在当时却为我们打开了认识火星的新窗口。而“好奇号”则代表了人类技术成熟和科学探索的巅峰。作者对于“好奇号”所携带的各种先进科学仪器的描述，细致入微，让我对它如何分析火星的岩石成分、寻找潜在的生命迹象有了非常清晰的认识。这本书不仅仅是技术手册，它更是一部关于人类勇气、智慧和坚持的史诗。每一次探测器的成功着陆，每一次科学发现的公布，都凝聚着无数人的心血和梦想，这本书将这些宝贵的历程，以一种极具感染力的方式呈现出来。

评分☆☆☆☆☆

第一次读到一本如此详尽且引人入胜的关于火星探测器的书。它以“起源号”的时代为起点，娓娓道来我们人类是如何一步步走向火星，最终将“好奇号”这样一台复杂的科学实验室送上了那颗红色的星球。作者的笔触细腻而富有画面感，仿佛我亲眼见证了每一次发射前的紧张氛围，每一次数据传输时的激动人心，以及每一次成功着陆后，整个控制中心爆发出的欢呼。书中对“好奇号”的详细介绍，让我对其强大而精密的设备有了深刻的印象，从那灵巧的机械臂，到能够分析岩石内部成分的X射线光谱仪，每一个细节都彰显了人类科技的进步。更重要的是，作者并没有停留在技术层面，而是深入探讨了这些探测器所带来的科学发现，以及这些发现对我们理解火星、甚至理解地球生命起源所产生的深远影响。读完这本书，我对火星的认识不再是简单的“一颗红色的行星”，而是充满着历史、地质和潜在生命迹象的迷人世界。