2008年5月25日，北京时间7点53分，“凤凰”号完成“关键7分钟”(亦被称为“恐怖7分钟”)降落程序，成功降落火星北极区，成为人类第一个降落在火星北极区的航天探测器。9时54分，美国宇航局接收到了“凤凰”号发回的首批火星照片。在未来的90天里，“凤凰”号将以人类制造的最先进仪器对土壤中的水冰加以分析，寻找生命迹象。
“关键7分钟”
“凤凰”号（Phoenix）源于美宇航局于2007年开始实施的一项火星探测计划。这项计划的主要目的是将一枚着陆器送往火星北极地区，对火星的极地环境进行探测。美国东部时间2007年8月4日5点26分，“凤凰”号在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地由三角洲二号运载火箭成功发射升空，在经过长达10个月4.22亿英里漫漫征程后终于飞抵火星。
事前美国宇航局评估，“凤凰”号登陆火星只有五成成功率。2008年5月26日北京时间7时46分，“凤凰”号在防热盾、降落伞与火箭推进器的协助之下，经过“关键7分钟”，于7时53分缓缓降落在火星地表上。所谓“关键7分钟”是指需时约7分钟的一系列降落程序：让“凤凰”号以时速21000公里（13049英里）进入火星大气层后，把飞行时速降到约每小时8公里（5英里），然后再紧急刹车，以便借助摩擦、降落伞和推进器等措施进行软着陆。
在经过惊心动魄的大气层穿越后，“凤凰”号发出的无线电信号被探测到，地面的美国宇航局任务控制室内立即爆发出一阵欢呼声。在确认信号收到后，任务经理相互拍掌庆祝，并激动地拥抱在一起。
美国宇航局喷气推进实验室主任查尔斯·埃拉奇（Charles Elachi）说:“他们将会作为第一批探索火星极地地区的人被永载史册。接下来的90天，不知道还有什么重大发现。”这是“海盗”号孪生探测器1976年着陆火星以来首次在火星软着陆。
成功着陆
“凤凰”号避免了重蹈另一个火星极地探测器——“火星极地着陆者”的覆辙，后者1999年因提前关闭其发动机，一头撞在火星南极坠毁。
建造“凤凰”号探测器的洛克希德·马丁公司项目主管伊迪·塞迪威(Ed Sedivy)说，“凤凰”号探测器的着陆几乎达到无懈可击的地步。唯一的意外是，其打开降落伞的时间较原计划晚了7秒钟，造成“凤凰”号稍微偏离发射方向的“靶心”目标区域。项目经理说，“凤凰”号探测器在一片撒落着的岩石的开阔浅谷三条腿着地。这些岩石不会对其构成任何威胁。史密斯说：“我清楚它有点像是一座停车场，不过的确是着陆的安全地点，那里没有大块岩石。”
附：火星登陆器，哪些最幸运，哪些最不幸？
据美国宇航局太空网报道，前往火星是一项艰巨而又无情的任务，它不允许出现丝毫差错。到目前为止派往火星的36个探测器中，有三分之二由于部件失灵、火箭故障、在火星表面坠毁以及在太空失踪等原因，最后以失败告终。让我们来回顾一下历史上发射的表现最好和最差的火星登陆器。
10. “火星2”号。苏联发射的“火星2”号登陆器是人类向这颗红色行星发射的第一个人造天体。1971年，这颗登陆器和它的姐妹登陆器“火星3”号一起发射升空。“火星2”号登陆器呈球形，１吨重，体积大约有厨灶那么大，它的设计目的是降落到火星表面，利用火箭进行最后刹车。尽管这颗登陆器在长途旅行中一直保持良好状态，可是，在着陆过程中正遇上火星表面发生大规模尘暴，结果“火星2”号一头撞进火星上的海拉斯盆地。
9. 苏联的“火星3”号。这个登陆器跟它的姐姐一样，是一个科研奇迹，但也以失败告终。1971年5月，这颗登陆器发射升空，在下落过程中遇到同一场尘暴，但还是在1971年12月2日成功降落在火星表面的一高地上。但是在“火星3”号登陆器开始首次照相扫描20秒后，它的视频信号突然消失了，永远失去了与地球的联系。
8. “小猎犬2”号。2003年圣诞节，英国制造的“小猎犬2”号火星登陆器带着欧洲的希望，穿过火星大气层，向火星地表降落，随后却突然失踪。后来调查发现，火星大气密度比预计得要低，可能导致这颗登陆器的降落伞和安全气袋打开得太晚了。
7. “火星极地登陆者”号。美国宇航局1999年1月发射的“火星极地登陆者”号，于2003年12月在火星南极附近降落时，由于设计缺陷，在最后着陆前坠毁。为“火星极地登陆者”号研制的一些工具和仪器后来用在该局研制的新火星登陆器“凤凰”号上。
6. “海盗1”号。人类发射的探测器第一次成功登陆火星是在1976年7月20日。当时美国宇航局的“海盗1”号登陆器成功降落在火星北半球的克利斯平原上。这颗重1270磅（576公斤）的登陆器从一艘轨道母船上投下，利用降落伞和火箭成功地三点着陆。“海盗1”号登陆器进行的两项生物实验并没有发现火星微生物存在的明显证据。它首先完成了为期90天的探测任务，但直到6年后，才于1982年11月11日完全进入了“沉默”状态。
5. “海盗2”号。“海盗1”号登陆器成功登陆火星后不久，美国宇航局的“海盗2”号火星登陆器也在1976年9月3日在火星表面成功着陆。“海盗2”号降落在火星表面广阔、平坦的平原上。它在这里拍下了早霜照片，跟“海盗1号”一样，它在这片贫瘠的土地上也没有发现明显的微生物生命迹象。该登陆器在1980年停止工作。
4. “火星拓荒者”号。1997年7月4日，美国宇航局第一个移动探测器“火星拓荒者”号（Mars Pathfinder）在这颗红色行星上着陆。“火星拓荒者”号利用一个降落伞和安全气袋降落在火星表面，然后展开“旅居者”火星车。这是一个有6个轮子的小型漫游者，体积像个微波炉，任务是探测周边地形。1997年9月27日，“火星开拓者”完成最后一项传输数据任务后，这项任务圆满地画上句号。
3. “勇气”号。“火星拓荒者”号和它的“旅居者”火星车取得成功，促使美国宇航局实施一项规模更大、更大胆的着陆任务，2004年1月4日，该局的高尔夫球车大小的“勇气”号火星漫游者降落在火星宽广的古谢夫陨石坑内。现在它仍在对火星进行探测，它的工作时间已经超过4年，远远超过了最初设计的90天任务期限。它已经攀上了火星表面的一座山丘，并克服了一系列老化问题。
2. “机遇”号。美国宇航局的“勇气”号的姐妹探测器“机遇”号现在也依然健在，自2004年1月25日在火星表面着陆以来，它已经在太空工作了4年多。“机遇”号降落在平坦的梅里迪亚尼平原上，这个平原刚好在火星上与古谢夫陨石坑相反的另一面。令人震惊的是，降落在一个小陨石坑内的这个漫游车，在附近的岩层中发现过去这里有水的证据。“机遇”号已经对火星表面方圆10公里的范围进行了探测，目前它正在探测露天体育场大小的维多利亚陨石坑的底部。
1. “凤凰”号。美国宇航局最新火星登陆器“凤凰”号，于2008年5月25日在火星表面着陆，它上面携有一些从失败的“火星极地登陆者”号计划中保存起来的备用设备和仪器。这艘由太阳能供电的飞船将用安装了铲子的机器臂在这里挖掘水冰，并用随身携带的设备检测这个地区过去是否有微生物存在。
“凤凰”号利用太阳能电池板蓄积的电力，能伸出长约2.3米的机械臂。这条机械臂的任务是向下挖掘，并将挖掘所得的土壤样本送回“凤凰”号，以先进的仪器对土壤中的水冰加以分析。这项计划共耗资4.2亿美元，目的是寻找火星北极土壤中可能存在的生命特征，对火星浅层地下的水冰进行研究。
“凤凰”号搭载亚利桑那大学的改良全景照相机和volatiles分析仪器，科学酬载包括登陆系统和气象仪器设备。主要科学仪器有机械手臂、机械手臂照相机、登陆照相机、立体摄影机、土壤气体分析仪、显微学分析仪、电化学分析仪、传导性分析仪、气象探测设备。
开始工作
美国“凤凰”号探测器在火星北极地区度过的第一天的任务，是对工具进行了检查，为未来的挖掘、寻找生命迹象做好准备。“凤凰”号探测器的第一个火星日是在忙碌中度过的。美国图森市亚利桑那大学的主调查员彼得·史密斯说：“我们在着陆点只看到一条很小的裂口。”“凤凰”号探测器拍摄了自己周围的大量照片，帮助科学家确定挖掘地点，还拍摄了探测器自身携带的工具的照片，包括挖掘机械臂。
美国宇航局喷气推进实验室的项目经理巴里·戈尔德斯坦称，根据掌握的数据，探测器着陆后，机械手的保护罩并没有完全打开，但这应该不会影响机械臂活动。需要开始就做的工作是移动“凤凰”号8英尺长的机械臂，但“凤凰”号探测器在要一周之后才会开始动土挖掘。在完成初步检测后，“凤凰”号探测器将开始挖掘任务，从土壤层找冰。科学家认为，冰埋在火星地表以下数英寸到1英尺深的地方。该项任务的联合工程师、圣路易斯市华盛顿大学的雷·阿韦德森对“凤凰”号目前的进展很欣慰。他说：“就像一名工会工人一样，它直接开始工作了。”
科学家们对“凤凰”号探测器着陆点多边形浅碎裂结构的形成方式尤其感兴趣。碎裂结构看起来与地球北极地区的地貌相似。阿韦德森称，“凤凰”号探测器出现在一个浅槽处，这里可能是潜在的挖掘地点。他说：“我只是担心它太平了，即使我们挖下去，也搞不清楚里面有什么。”
美国宇航局于5月26日公布了火星侦察轨道器拍摄的黑白照片，其中有“凤凰”号探测器着陆时的鸟瞰图。降落伞看起来就像连在“凤凰”号探测器上的一个白色斑点，像个小圆点。亚利桑那大学月球和行星实验室的阿尔佛雷德·麦克伊万称，火星侦察轨道器上的照相机已拍摄了火星很多独特的照片，他说：“这个才是真正独一无二的照片。照相机拍摄到在另一个星球上真正降落的照片，这还是第一次。”
突破技术关
“凤凰”号火星登陆器登陆火星表面是十多年来工程技术上的一个传奇。“凤凰”号火星登陆器肩负着“从失败中重新崛起的使命”，此前，已有两个失败的先驱：1999年“火星极地着陆器”与地球失去了联系，2001年的一枚火星登陆器被美国宇航局封存搁置。
洛克希德·马丁公司空间系统业务部负责研制这两枚早期航天器的制造人员从中吸取了经验教训，找到了发射“凤凰”号的方法。“凤凰”号的发射揭开了人类火星探测史上的新篇章。在建造美国宇航局下一枚火星登陆器中，专家特别关注航天器的12个脉动燃烧着陆推进器，该推进器利用了快速通断阀。在航天器的每个位置都能感受到该装置产生的振动，在前期失败的“火星极地着陆器”上也使用了一个与该装置类似的系统。
该公司“凤凰”号项目主管埃德·赛迪维说：“让登陆器过早退役将会冒着巨大的风险。”赛迪维领导洛克希德·马丁公司工程团队对“凤凰”号登陆器进行了设计、建造和测试。一个负责调查“火星极地着陆器”失败原因的调查小组关注的其它问题以及公司专家发现的问题，通过反复不断的测试终于得到了解决。赛迪维告诉媒体说：“如果回顾‘火星极地着陆器’的经历，你会发现那个任务几乎是不可能完成的。”
寻找火星冰
于5月26日在火星登陆的“凤凰”号火星登陆器或许能扭转美国宇航局以前败多胜少的探索纪录，可是，如果这次任务失败，美国探测火星的项目将遭受沉重打击。“凤凰”号已经在火星上成功登陆，接下来它将如何寻找水冰呢？
这艘飞船将携带着一个像锄耕机的机械臂、一个微型化雪仪器和一个激光制导气象站等“行李”，降落在这颗红色行星表面。加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室的“凤凰”号有效载荷负责人迈克尔·格罗斯说：“大部分设备是从其他任务遗留下来的。”那些为以前的任务研发的科技设备，如“火星勘测登陆器”(Mars Surveyor lander)和“火星极地登陆者”号探测器（Mars Polar Lander），被用来装备价值4.2亿美元的“凤凰”号。
然而，格罗斯和其他工程师提醒说，“凤凰”号将要实施的新科学任务有新要求。他说：“我们将依靠2001年遗留下来的装备（‘火星勘测登陆器’），我们还得重新安排所有事情。现在的水平令人满意，但是遗留下来的东西也存在缺陷，你必须确保自己解决了这些缺陷。”
最初的机械臂缺少挖掘冰冻的火星冻土带的能力，因此工程师加固了它的结合部，并将机械臂的铝质材料换成钢。他们还用“冰土获取装置取代了原来的铲子。这种冰土获取装置在挖掘松软的风化层土壤下像冰一样坚硬的土层方面具有几个小诀窍。”
首先，这个长2.4米的机械臂通过一种锄耕机动作，将松软区域的表层清除干净，让冰层裸露在外。然后用铲子前端的刀片切下一小片冰，不过真正挖掘冰样本时铲子后面需要有一个小钻。这个弹簧加压钻利用弹簧的压力，在地面上弹跳、旋转、摩擦冰土层。腕关节运动促使松动的冰样本进入小室，以便以后进行实验。
图森市亚利桑那大学的“凤凰”号主要调查员彼得·史密斯说：“大约在1分钟内，它将采集的少量物质放入铲子或小室内。这种钻能进行2或3次挖掘工作。”格罗斯表示，机械臂底部还有平土铲，它能将没用的物质清除掉，以便继续切割冰层。这个机械臂能向下挖掘20英寸（0.5米），是有史以来在火星上挖掘的最大深度。
一旦“凤凰”号获得所需样本，它将为火星上有史以来的第一个湿化学实验室作准备。显微、电子化学暨传导分析仪(MECA)让科学家能利用大小像茶杯的一次性烧杯对松软风化层土壤的酸性、矿物质和传导性进行分析，他们把土壤放进烧杯内，用水溶解，浸泡并搅动后进行研究。
显微、电子化学暨传导分析仪还将利用能检测直径是一张纸厚度的十亿分之一(或比一张纸薄1万倍,是火星上研究的最小尺寸)的土粒的原子力显微镜，分析松软风化层内的粘土或其他物质迹象说明过去火星上是否存在水。另一个显微、电子化学暨传导分析仪能发现风化层土壤中残留的水分，确定土壤中的温度变化。热量和电导率探测器类似于一个锥形“钩爪”，确保机械臂能准确地在指定区域进行挖掘。
格罗斯说：“科学家可以通过显微、电子化学暨传导分析仪获得的表层物质查找火星干燥环境下残留下来的水分。热量和逸出气分析仪（TEGA）将负责寻找土壤中残留的水分。”机械臂将把土壤和冰装进8个热量和逸出气分析仪烤箱内，每个烤箱与一个原子笔墨盒一样大。这种一次性烤箱慢慢将样本加热到1000摄氏度（1800华氏度），以便科学家研究和分析固体、液体和气体出现的任何变化。
研究刚刚开始
科学家已经将几十个轨道器、登陆器和漫游车发射到火星上，你可能会因此认为我们已经对这颗行星已经很了解了。然而，即使拍到了大量火星岩石、地形照片，在轨道上进行了许多测量，对火星的土壤也进行了采样，科学家依然不得不承认，破解这颗红色行星秘密的艰巨任务其实刚刚开始。
圣路易华盛顿大学“凤凰”号着陆地点工作组负责人雷·阿维德森表示，火星表面还有广阔的区域有待人类去研究，这充分证明要揭开这颗红色星球的谜底有多么困难。火星的直径为地球的一半，重量只是地球的十分之一，但它上面没有海洋。火星表面积相当于地球上所有大陆的总面积，“因此要想彻底了解它，还需要花上相当长的一段时间”。
长期以来，在组成这个谜团的长长的问题名单中，两个相关的疑问一直萦绕在科学家和公众心中挥之不去，这两个问题是：火星上存在液态水吗？这个看似贫瘠的行星存在生命形态吗？按计划，于5月26在火星表面降落的美国宇航局的“凤凰”号火星登陆器，对火星表面较小区域进行的研究，将帮助回答上述两个关键问题。
（译自《独立报》和美国宇航局太空网）
