簡介
美國鳳凰號火星探測器美國鳳凰號火星探測器是美國國家航空航天局2007年火星探測的計畫。這項計畫的主要目的是將一枚著陸器送往火星的北極地區，對火星的極地環境進行探測。鳳凰號將在防熱盾、降落傘與火箭推進器的協助之下，緩緩降落在火星冰封的地表上，然後利用太陽能電池板蓄積的電力，伸出長約2.3米的機械手臂向下挖掘，並將挖掘所得的土壤樣本送回鳳凰號，以先進的儀器對土壤中的水冰加以分析。
鳳凰號於美國東部時間2008年5月25日19時53分(台北時間5月26日7時53分)，在火星北極成功著陸。相當於地球位置的加拿大北部。按計畫，鳳凰號將在火星實施為期90天的探測任務，以對這個紅色星球之前尚未探測過的北極地區展開勘測，據認為此處可能有大量冰藏在地表下面。“鳳凰”號缺乏探測外星生命跡象的工具，不過，它將研究冰是否融化過，尋找北極永凍土中有機化合物的蹤跡，以確定生命是否曾經在此出現過。
命名
科學家之所以用神話里浴火重生的鳳凰為其命名，是因為該探測器脫胎於美國宇航局以前一個夭折的火星探測項目，其中的許多組件被再次利用成為“鳳凰”號的基本構架。科學家希望“重生”的“鳳凰”號能在火星探測中獲得更多重大新發現。
背景
2002年，美國“奧德賽”探測器曾在火星北緯65度以北地區發現存在冰凍層的證據。科學家希望“鳳凰”號能幫助他們看清這片冰凍層的真面目，分析冰凍層是否曾融為液態水。此外，藉助“鳳凰”號挖掘的火星土壤樣本，科學家也可分析土壤中是否存在有機化合物。從水和有機化合物這兩條線索中，科學家就能進一步推斷火星現在或者以前的環境是否適宜生命存在。
任務概括
發射視窗：8月3日至8月24日，每天兩次機會；
太空行程：將飛行約6.8億公里，於2008年5月在火星北極軟著陸；
名稱含義：NASA希望它能在以前失敗基礎上，完成鳳凰涅磐般重生；
設計獨特：鳳凰號有三條腿支撐，機械臂長20英尺，工作起來似反鏟挖土機，一鏟下去能在火星上挖出20英寸深的溝。
尋找生命：尋找已經存在10萬年的液態水的證據；將在其微型火爐中加熱火星土壤樣本，研究其化學構成。
降落
2008年5月25日，美國東部時間下午6點46分（UTC：2008年5月25日 23:46），鳳凰號完成“關鍵7分鐘”(亦被稱為“恐怖7分鐘”)降落程式，成功降落火星北極區，成為人類第一個降落在火星北極區的航天探測器，事前太空總署評估只有五成成功率。
所謂“關鍵7分鐘”是指需時約7分鐘的一系列降落程式，讓鳳凰號以時速 21，000千米（13，049英里）進入火星大氣層後，把飛行時速降到約每小時 8千米（5英里），然後再緊急剎車，以便進行軟著陸。
全揭秘
在美國科羅拉多州丹佛的實驗室，技術工程師正在檢查“鳳凰”號火星探測器“鳳凰”號“重裝上陣”
在開展探測任務之前，“鳳凰”號火星車必須先要在瀰漫著塵埃物質的火星表面成功著陸，火星向來以吞噬人造探測器著稱。各國共向火星發射了15個探測器，但迄今只有5個著陸成功。美宇航局火星探測項目的主管道格·麥克奎斯遜在宇航局總部表示：“火星經常向你扔出曲線球，誤導你的判斷。
“鳳凰”號火星探測器是在美宇航局前兩次失敗的火星探測計畫的基礎上“重裝上陣”的。美宇航局將使用德爾塔2型火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角發射“鳳凰”號火星探測器，發射時間定為07年8月3日，發射窗持續3周，預計飛行4.23億英里(約6.8億公里)，於2008年5月抵達火星。與“機遇”號和“勇氣”號兩個孿生探測器在火星赤道漫遊不同，“鳳凰”號探測器將暫避於某處，使用長長的機械臂對火星的永久凍結帶土壤進行採樣研究，以確定火星表面土壤下是否含有適合微生物生存的冰凍水。“鳳凰”號的設計很獨特，有三條腿支撐，機械臂長20英尺，由鋁和鈦兩種材料製成，工作起來像一台反鏟挖土機，一鏟下去能在火星上挖出20英寸深的溝，接著鏇轉就能將土壤樣本取出。儘管“鳳凰”號缺乏探測火星過去或當前生命形式的工具，不過科學家仍然希望它能揭開火星北極圈是否含有適合微生物生存的跡象之謎。
找齊火星生命三要素
美國宇航局08年7月31日發布的“鳳凰”號火星探測器在火星拍攝的全景照片按計畫，“鳳凰”號在飛行10個月之後到達火星，在火星北部平原開始其三個月的探測活動。如果任務取得圓滿成功，這將是在“海盜”號探測任務之後時隔30年機器人首次在火星表面以下鑽孔。著陸後，“鳳凰”號將在其微型火爐中加熱火星土壤樣本，研究其化學構成。“鳳凰”號火星任務首席科學家、亞利桑那大學的彼得·史密斯博士表示，“鳳凰”號能夠檢測有機物的存在，不過它不能分辨出裡面是否存在DNA或蛋白質。“鳳凰”號著陸地點之所以選擇在北極點，是因為以前的探測器曾發現冰凍水潛伏於火星地表之下的證據。有科學家認為火星上一個寬30英里左右的淺灘可能是古代海洋遺留下來的。
但是“鳳凰”號將會尋找已經存在10萬年的液態水的證據，現如今，乾涸的火星表面沒有液態水，“鳳凰”號的任務就是探測地下冰是否已經融化，創造了更為潮濕的環境。科學家一般認為，融化的冰水以及有機物質和穩定熱源是生命存在的三要素。為了避免“鳳凰”號無意之中將地球有機物帶到火星，技術人員在準備探測器發射時必須多加小心。“鳳凰”號已經過乾熱處理和精確清洗，使其表面微生物數量降至最低。另外，作為防污染的舉措之一，它的機械臂還被封存於特殊材料之中。
造價只是孿生探測器的一半
“鳳凰”號探測器是美宇航局“偵察”計畫的第一個任務，即利用小型太空探測器研究火星的計畫。“鳳凰”號由美宇航局下屬噴氣推進實驗室負責管理，造價4.2億美元，幾乎是造價8.2億美元的“機遇”號和“勇氣”號的一半，這兩個孿生探測器於2003年發射，目前（09年）仍在火星上漫遊。“鳳凰”號探測器的名稱有著特殊含義，美宇航局希望它能在以前任務失敗的基礎上，完成鳳凰涅磐般重生。
主要使命完成後變身氣象站
人類對火星的探測並非一帆風順。1998年發射的“火星氣候探測器”因洛克希德·馬丁公司和美宇航局在度量單位上出現錯誤，結果在靠近火星時被燒成灰燼。而美宇航局次年發射的“火星極地著陸器”在火星南極點著陸時，因火箭發動機提前關閉，從此下落不明。這兩個探測器的殘骸迄今尚未被發現。“鳳凰”號探測器由洛克希德·馬丁公司製造，攜帶了類似於“火星極地著陸器”探測任務所搭載的一些科學儀器。據噴氣推進實驗室項目主管巴里·戈爾茨坦介紹，工程師們在過去四年對“鳳凰”號進行了嚴格測試，“以將這套系統可能遭遇到的一切故障提前排除。”如果“鳳凰”號能順利完成其主要探測任務並倖存下來的話，隨後它將變成一個氣象站，用於收集有關火星大氣層的數據。
探測工具
“鳳凰”號火星探測器假想圖一、機械挖掘臂。它長達2.35米，可以垂直向下深挖到火星地表下半米處的土壤，並將樣本遞送到兩部分析儀器中。
二、機械臂照相機。安裝在機械臂末端的挖掘鏟上，可以拍攝土壤以及土壤中凍的特寫圖像。
三、熱量和釋出氣體分析儀。它可將土壤樣本放在一個微型烤箱中加熱，並測量隨著溫度上升，樣本中水蒸氣、二氧化碳及揮發性有機物的變化。
四、顯微鏡以及電化學和傳導性分析儀器。顯微鏡主要用於分析礦物顆粒樣本，它的分析細度可達到一根頭髮的千分之一。電化學分析儀用於分析一些化學特性，如是否有溶解的鹽分存在、土壤酸鹼度等。位於機械臂上的傳導探測器則可以檢查土壤的熱量及電傳導特性。
五、立體照相機。綁在“鳳凰”號的一根桅桿上，可拍攝著陸點地形的高清晰度、彩色、立體圖像。
六、氣象站。由加拿大宇航局提供，它可以監測火星大氣層的塵埃、溫度等變化。
七、火星降落成像儀。可在著陸時動態拍攝火星著陸位置的地質情況。此前的火星探測結果表明，這顆紅色星球如今雖然乾燥、貧瘠，但遠古時期很可能遍布河流與海洋。科學家相信，火星上很可能有過某種形式的生命存在。“鳳凰”號項目專家希望能在火星北極尋找到有價值的新線索。
關鍵過程
美國鳳凰號火星探測器發射升空發射升空
“美國發射聯盟”的德爾塔2型火箭的一台主發動機和兩個微調推進器在發射前一刻啟動。6台地面起動的捆綁式固體火箭發動機在T-0點火，“鳳凰”號火星探測器開始發射。
T+01分03秒1
地面起動固體火箭發動機燃燒
這6台由阿聯特技術系統有限公司生產的地面起動固體火箭發動機的推進劑耗盡並燃燒。
T+01分05秒5
空中啟動地面起動點火
綁在德爾塔2型火箭一級段的剩餘三個固體火箭發動機點火。
T+01分06秒0
丟棄地面起動固體火箭發動機
6台燃料耗盡的地面起動固體火箭推進器以3個為一組丟進大西洋。
T+02分11秒5
丟棄空中起動固體火箭發動機
燃料用盡之後，3個完成使命的空氣啟動固體火箭推進器向大西洋方向彈射出去。
T+04分23秒3
主發動機熄火
在消耗完RP-1燃料和液氧之後，RocketdyneRS-27A一級段主發動機關閉。微調發動機不久之後也熄火。
T+04分31秒3
一級火箭分離
德爾塔火箭一節段完成使命，現在開始分離。它將落入大西洋。
T+04分36秒8
二級火箭點火
一節段火箭丟棄之後，德爾塔火箭二節段接過接力棒。AerojetAJ10-118K液體燃料推進發動機第一次點火加熱，推動“鳳凰”號探測器繼續向高處飛行。
T+05分03秒0
丟棄有效載荷整流罩
安裝在德爾塔2型火箭上、用於保護“鳳凰”號探測器的直徑9.5英尺的有效載荷整流罩在上升期間一分為二。
T+09分20秒5
二級火箭第一次熄火
二節發動機在以28.5度傾角到達86.4X96.5海里的軌道之後關閉，完成其第一個發射點火任務。德爾塔2型火箭及綁在其上的“鳳凰”號探測器現在處於二節火箭重新點燃之前的滑行階段。
T+73分47秒2
二級火箭重新啟動
德爾塔2型火箭的二節發動機再次點燃，使有效載荷加速飛行。
T+76分02秒3
二級火箭第二次熄火
在以28.5度的傾角到達87.7X13,128.1海里的軌道之後，二節火箭完成使命關閉。在接下來的一分鐘，德爾塔2型火箭一側的微型推進器將會被點燃，推動“鳳凰”號準備好同二節火箭分離。
T+77分05秒5
二級火箭分離
液體燃料推進的二節火箭與德爾塔2型火箭的剩餘部分完全脫離。
T+77分42秒8
三級火箭點火
Thiokol公司的星辰-48B型固體燃料三節發動機點火，驅動“鳳凰”號探測器離開地球軌道。
T+79分10秒3
三級火箭熄火
在耗盡所有液體推進劑之後，三節火箭燃燒，“鳳凰”號探測器發射順序的動力階段完成。
T+84分10秒3
美宇航局“鳳凰”號探測器同三節火箭分離，開始向紅色星球飛去，為期9個月。
確認火星有水
美國鳳凰號火星探測器是否有水2008年7月31日，美國航空太空局科學家宣布:鳳凰號火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑑別出有水蒸氣產生，從而確認火星上有水存在。鳳凰號火星探測器項目的一些科學家也認為，在探測器火星著陸時，傳回地球的圖像顯示出有液體噴濺到鳳凰號著陸支架上；那些液體珠串就是液態的水。但是，鳳凰號火星探測器項目的其他科學家則認為，從火星傳來的圖像模糊，不足以確定那就是液態的水。
出現在淺表層下的刨冰
在2008年6月19日，NASA宣布由機器人臂掘開的"渡渡鳥金髮狀毛莨"內，被切成方塊大小叢集的明亮物質，經歷四天就蒸發掉了，強烈的暗示它們是由刨冰組成的，因為暴露在外而升華了。雖然乾冰也會升華，但在目前的條件下他會以比觀測到的更快的速度進行。
在2008年7月31日，NASA宣布，就如同在2002年由火星奧德賽軌道船的預測，鳳凰號證實了火星上出現的是刨冰。ㄧ個新的樣品在最初的加熱程式中，當樣品的溫度達到0 °C時，TEGA（熱與蒸發氣體分析儀）的質譜儀偵測到了水蒸氣液態的水在火星低壓的表面是不可能存在的，只有在最低海拔處可能存在很短的時間。
由於鳳凰號的狀況良好，NASA宣布在2008年9月30日之後繼續資助他的運作。科學團隊希望能確定是否有足夠的刨冰可以解凍供應生活上的需要，以及這些冰中是否含有生命所需的其他物質與化學成分。
另外，在2008年和2009年初，NASA內不在爭論鳳凰號登入時出現在著陸腳架上呈霧狀聚集的小滴是否是水滴。由於在鳳凰號的科學項目中缺乏公眾的與論，這個問題從未出現在NASA的任何新聞報導中。
一位科學家指出，登入艇為保持平衡的鹽水袋可能在登入時被加速器飛濺到登入艇的腳架上，這些鹽份會吸收大氣中的水蒸氣，這可以解釋水蒸氣如何在44天的火星日當中，在火星溫度下降的過程中如何慢慢的蒸發。
首次發現火星下雪
“鳳凰號”探測器重大發現:首次發現火星下雪美國航空航天局(NASA)於2008年9月30日公布了鳳凰號火星探測器的最新科學成果。鳳凰號上一個用來收集火星大氣層和火星表面相互作用的雷射設備已經探測到火星降雪，降雪來自鳳凰號著陸點上空大約四千米的火星雲層，數據顯示降雪在到達火星表面前已經氣化。負責鳳凰號氣象檢測系統的加拿大約克大學教授吉姆·懷特威說，火星上下雪的景觀從來沒有被發現過，科學家未來將尋找可能降落火星表面的降雪。除了首次發現降雪，鳳凰號還找到了火星上存在碳酸鈣和粘土的線索。碳酸鈣是石灰石的主要成分，在地球上，絕大部分碳酸鹽和粘土只有在液態水的作用下才能形成。
這些證據來自鳳凰號上的熱力與釋出氣體分析儀(TEGA)及電化學傳導性顯微鏡分析儀(MECA)。鳳凰號採集到的火星土壤樣本被裝入“熱力與釋出氣體分析儀”進行加熱，結果釋放出無色氣體，經質譜儀分析，這種氣體就是二氧化碳，而且釋放氣體的溫度與大家熟知的碳酸鈣釋放二氧化碳溫度一致。通過電化學傳導性顯微鏡分析儀檢測，發現土壤樣本中鈣的濃度與碳酸鈣緩衝液的鈣含量一致。此外，通過鳳凰號上的原子力顯微鏡分析，土壤中有一些表面光滑的微粒，這些微粒與粘土十分相像。截至二十九日，原計畫運轉三個月的鳳凰號火星探測器已經工作了一百二十七天。因火星公轉的原因，鳳凰號著陸點的太陽照射越來越少，隨著太陽能的逐步衰減，鳳凰號的活動將逐漸減少。科學家表示，十月底，因為電力不足，機械臂將停止工作，預計今年底鳳凰號將停止運轉。在能量耗盡前，科學家將嘗試開啟鳳凰號上的麥克風，期望記錄下來自火星的神秘聲音。
壽終正寢
設計壽命只有3個月的“鳳凰”號一直工作了5個多月，冬季來臨時，太陽能電池板供電能力驟降，“鳳凰”號最終於2008年11月進入休眠狀態。
鳳凰號美國國家航空航天局2010年5月24日正式宣布“鳳凰”號火星探測器“壽終正寢”。
2008年5月25日，“鳳凰”號探測器在火星北極附近區域著陸，原定任務期3個月，後又延長了兩個多月。在長達5個多月時間裡，“鳳凰”號在火星北極地區開展大量探測活動。
作為唯一在火星北極冰原登入的探測器，“鳳凰”號證實在火星冰原土壤中有水存在。另外，它還探測到火星上有高氯酸鹽的存在痕跡。高氯酸鹽是一種廣泛分布在智利沙漠中的化合物，是地球上一些微生物的食物來源，也是火箭燃料的組成成分。
由於當初設計時沒有考慮火星冬季的嚴寒氣候，冬季來臨時，“鳳凰”號太陽能電池板供電能力驟降。2008年11月，“鳳凰”號與地面失去聯繫。科學家隨後多次嘗試“聯繫”探測器，均未成功。
美國航天局“奧德賽”號火星探測器今年以來曾200多次飛越“鳳凰”號所處區域上空，試圖與它“取得聯繫”。隨著上周火星氣候回暖，美國航天局探測器再次作出嘗試，仍未接受到任何信號。
本月初，“偵察”號火星探測器傳回的圖片顯示，“鳳凰”號的影子出現變化，驗證了科學家先前猜測：厚積在探測器上的大量乾冰折了太陽能電池板。
“鳳凰”號是美國航天局首個通過微部落格“推特”與公眾展開“交流”的探測器，部落格內容由航天局噴氣推進實驗室公共關係辦公室發布。
當天，“鳳凰”號的“推特”網站上出現這樣一句話：“在火星上睡個好覺，鳳凰。一個篇章結束，但你傳回的科學（數據）將書寫出更多期待。”
