 图1 在我国，早在春秋之前已经注意到了天上的五大行星，把它们分别称作太白、岁星、晨星、荧惑和填星。到了汉代，司马迁把这五大行星同五行联系起来，给它们起了后来通用的名字，即金星（太白）、木星（岁星）、水星（晨星）、火星（荧惑）和土星（填星）。在西方，用罗马神话里的诸神命名这五大行星，它们是维纳斯（金星）、朱庇特（木星）、墨丘利（水星）、马尔斯（火星）和塞特恩（土星）。 在古代，亚欧各古老文明都认为大地是不动的，只有日月星辰在运动，它们东升西落，即所谓“地心说”。只有个别天才不这样认为，其中一位是古希腊的阿里斯塔克斯。他认为大地是球形的，地球每日自转一周，让我们有了天空绕地球转动的感觉。同时地球还沿着圆形轨道围绕太阳旋转，太阳才是宇宙的中心，即所谓“日心说”。1980年希腊发行邮票，纪念这位伟大的天文学家和数学家、日心说的首倡者阿里斯塔克斯诞生2300周年（图1）。  图2 阿里斯塔克斯的论述实在是太超前了，得不到当时公众的承认，被历史遗忘得无影无踪。过了大约1800多年，直到公元1513年，日心说才被波兰天文学家、数学家哥白尼系统地提了出来（图2）。  图3 哥白尼1473年生于波兰，曾在波兰和意大利的大学里学习天文、数学、医学、法律和神学。他钻研古代典籍，赞同阿里斯塔克斯的学说，分析批判了统治天文界1400多年的古希腊天文学家托勒密的“地心说”，通过长期的观测和计算，终于在他的有生之年完成了伟大著作《天体运行论》（图3），正式提出“日心说”，即太阳才是宇宙中心。  图4  图5  图6 1660年荷兰地图学家塞拉里乌斯把哥白尼的“以太阳为中心的太阳系”画了出来。这幅星图成为波兰为“1973波兹南国际邮展”发行的小型张的图案（图4）。1993年是哥白尼逝世450周年，哥白尼的头像和他的“以太阳为中心的太阳系”，登上加蓬和匈牙利的纪念邮票（图5、6）。  图7 在哥白尼的《天体运行论》出版后第28年，即1571年，另一位天文学家、物理学家和数学家开普勒出生于德国。当时许多科学家不接受哥白尼的日心说。但是在大学求学期间的开普勒已经信服日心说（图7）。他并且修正了哥白尼日心说的缺陷，于38岁后提出了行星运动三大定律。后世学者因此尊称开普勒为“天空立法者”。  图8 和开普勒同时代的意大利数学家、物理学家和天文学家伽利略，则从实验观测角度支持哥白尼的日心说。1609年以后，他自己动手制作和使用望远镜（图8）观测天体，发现许多支持日心说的证据。到了20世纪后半叶，进入太空时代，超级大国不断向各大行星发送各种各样的行星探测器，人类对各大行星有了更深入具体的了解。  图9  图10  图11 图12 在开普勒和伽利略之后的100多年，人类所知道的太阳系只有六大行星，其中包括地球。按照离太阳由近及远，它们依次是水、金、地、火、木、土。离太阳最近的行星是水星（图9），它也是六大行星中直径最小的，但它的密度并不小，在太阳系中仅次于地球，是密度第二大的行星。在1962年前，人们一直认为水星自转一周与公转一周的时间是相同的，它始终把同一面对着太阳（图10）。但在1965年，人们知道水星在公转二周的同时自转三周。1973年美国发射水手10号探测器（图11），直到1975年，它三次飞越水星表面（图12），拍摄到了超过1万张图片，涵盖了水星表面的57%。 图13 图14 图15 图16 离太阳第二近的行星是金星（图13）。除太阳、月亮之外金星是天空中肉眼能够看到的最明亮的星，最亮的时候比全天最亮的恒星天狼星还亮14倍。金星轨道靠近地球，两者最近时为4100万千米。金星直径比地球小约4％，质量轻20％，密度低10％。金星在许多方面与地球迥然不同，例如它的自转是逆向的，即由东向西，周期约243天，比它绕太阳公转周期225天还长18.3天，也就是说，金星上一天比它的一年还长。人类对太阳系行星的空间探测首先是从金星开始的，苏联和美国从20世纪60年代起，就对揭开金星的秘密倾注了极大的热情。迄今为止，发往金星或路过金星的各种探测器已经超过40个。1961年苏联试验发射金星1号，未获结果。但它是人类对太阳系内其他行星进行考察的第一个探测器。此后20年间，苏联一共向金星发射了16个探测器。1965年发射的金星3号（图14）在金星上硬着陆。1967年发射的金星4号向金星释放了一个登陆舱（图15），在它穿过大气层的94分钟时间里，测量了大气温度、压力和化学组成，并在金星上软着陆（图16）。 图17 图18 对金星的考察，美国不甘落后，于1961发射水手1号金星探测器，升空不久因偏离航向，只好自行引爆。1962年发射水手2号，从距离金星3500千米处飞过时，首次测量了金星大气温度，拍摄了金星全景照片（图17）。1978年美国发射先驱者金星轨道器（图18），成为金星的卫星，考察了金星，还测绘了金星表面地形图。 图19 图20 图21 火星离太阳第四远，在地球轨道之外（图19），图19中离太阳最近的是水星，然后是金星和地球，位于第四的那个红色星球就是火星。在太阳系中，火星离地球第二近，两者最近时相距5600万千米。人类对这个近邻极感兴趣。1886年意大利天文学家夏帕雷利，用望远镜观察到火星上有一些网状条纹（图20），他把这些条纹称为沟渠。翻译成英文后变成运河。美国人洛厄尔在亚利桑那州建了一座私人天文台。1896－1907年间，火星十分接近地球。洛厄尔废寝忘食地观测火星（图21），拍摄了几千张火星照片。毫无疑问他看到了（或者说他以为他看到了）夏帕雷利运河。事实上，火星上并没有液态水，那些条纹不是运河。 图22 图23 图24 图25 图26 人类迄今已发射43个火星探测器，成功17.5个。1962年苏联发射火星1号（图22），这是人类发射的第一个火星探测器。但它升空4个月后，在距地球1亿多千米处与地面的通信中断，没有完成飞近火星考察的任务（图23）。美国紧跟苏联，于1962年向火星发射水手3号探测器，失败。紧接着又发射水手4号（图24），圆满成功，摄取了22张火星的特写照片。1971年，苏联发射火星3号（图25），其着陆器成为第一个成功在火星表面着陆的探测器，但它仅仅在火星上工作了大约20秒，甚至没能发回一张完整的照片。两天后，美国发射水手9号（图26），成为围绕火星旋转的卫星。它在轨道上工作了349天，传送了7329张照片，涵盖了超过80%的火星地表。 图27 图28 图29 图30 图31 图32 图33 人类最雄心勃勃的火星探测计划是美国的海盗号计划。1975年美国向火星发射了海盗1号和海盗2号两个探测器，每个探测器包括轨道器和登陆器两部分（图27）。轨道器围绕着火星拍照（图28），共发回5万多幅火星照片。登陆器在软着陆后（图29），收集火星土壤，分析化验火星上有无生命。有趣的是，在轨道器拍摄的火星照片中，出现了一副人脸（图30）。公布后引起地球人轩然大波，纷纷猜测那是火星人的作品。令人扫兴的是，在登陆器搜集的火星样品中，没有发现任何生命痕迹，从而排除了有关火星人的推测。1996年美国发射“火星探路者”（图31），这一探测器在登陆火星后成功地释放出“索杰纳”火星车（图32）。登陆器和火星车两者一共发回了23亿比特的信息。这些信息中包括超过1.7万张照片。1996年美国还发射“火星全球勘测者”（图33），执行火星全球制图任务。它发回的数据量超过了之前所有火星探测计划收集的数据总和。并先后3次延长任务期，打破了在火星持续工作时间最长的纪录。直到最后，在火星工作10周年纪念日之前仅仅5天，“火星全球勘测者”探测器才不幸与地球失去联络。 图34 图35 火星有两颗卫星，即火卫一和火卫二（图34）。火卫一体积较大，像一个形状不规整的土豆，它长约27千米，宽22千米，高18千米，离火星表面约6000千米。它绕火星转动比火星自转的速度还要快，所以在火星上看它的这个月亮，是西升东落。1971年水手9号首次拍得火卫一的照片。1977年海盗1号对火卫一进行了观测。1988年苏联专门发射火卫一1号和火卫一2号两个探测器（图35），准备对火卫一进行详细观测，但都没有取得圆满成功。 |
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