火星探路者号着陆器

一台固定平台和一辆小车

火星探路者号着陆器（Mars Pathfinder lander）是火星探路者任务中留在火星表面的那一半。它重 793 磅，携带一辆重 23 磅的小车「索杰纳」（Sojourner），并在 1997 年 7 月 4 日把小车放到地面上 ^[1]。两者的分工很清楚：着陆器固定在一处，作为相机、气象仪器和通信的平台；小车则开到不远处，去看具体的岩石和土壤。把重而耗电的仪器留在着陆器上、让会动的那部分尽量轻，是这种搭配的基本思路。

用气囊砸向地面

降落到火星表面时，探路者号先用降落伞减速，再用一套巨大的气囊系统缓冲撞击，这是气囊技术第一次被使用 ^[2]。降落伞能减慢下落速度，但在稀薄的大气里不足以让探测器像站在支架上那样轻轻落地。气囊的思路是让探测器撞上去、弹起来：充气的气囊包住结构，把冲击吸收掉，探测器一路翻滚直到停下。这样就不需要事先整平着陆场，也不需要火箭动力、极其精确的末端下降。等它停稳，气囊放气，小车便可以开出来。

桅杆上的仪器

着陆器带有一台装在桅杆上的「火星探路者成像仪」（Imager for Mars Pathfinder），配有一台立体彩色相机，以及磁力计（magnetometer）和风速计（anemometer）^[1]。立体相机从略微不同的两个位置取景，比较两张图就能得到深度，远处的岩石和山丘因此不只是被拍下来，还能被量出形状。磁力计测磁场，风速计测风速。着陆器还带了一套「大气结构与气象包」（Atmospheric Structure Instrument and Meteorology package），在下降过程中和落定之后记录大气与地表的状况 ^[1]。

给着陆点一个名字

着陆成功之后，着陆器被正式命名为「卡尔·萨根纪念站」（Carl Sagan Memorial Station）^[2]。给着陆点起一个专门的名字，等于把另一个世界上的某处标记成一个地点，而不只是一组坐标；这个名字也把硬件与它所纪念的人联系在了一起。

传回了什么

任务从着陆器上带回 16,500 多张图像 ^[2]。着陆器和小车都超过了设计寿命，其中着陆器超出将近三倍 ^[2]。设计寿命指的是硬件在寒冷多尘的地表上被预期能工作的时间；实际工作得更久，意味着比计划拍到更多图像、记录更多气象数据，也有更多时间让小车在着陆点附近多走几趟。

在火星探测中的位置

气囊着陆是这次任务最大的技术新意：它说明探测器可以在没有平整场坪、没有火箭下降、没有固定支架的条件下抵达火星表面 ^[2]。这一点重要，是因为地表崎岖，而大气又太稀薄，单靠降落伞无法完成全部减速。着陆器的另一项贡献更朴素：从一个固定地点持续发回图像和气象记录，并把固定站和小车配成一对，各自做对方做不到的事。