火星拓荒者（Mars Pathfinder、MPF）是美國國家航空航天局的1996年火星探測計畫，緊接在火星全球探勘者號升空之後發射，也是歷史上第3次在火星表面軟著陸，距離維京計畫超過20年的時間。
美國國家航空航天局的火星探測計畫長期致力於對火星這顆紅色行星進行無人探測，火星拓荒者是這一系列無人探測計畫的一個組成部分。
火星拓荒者於1997年7月4日在火星表面著陸。它攜帶的索傑納號火星車，是人類送往火星的第一部火星車。
基本介紹
- 中文名：火星拓荒者
- 外文名：Mars Pathfinder
- 英文簡稱：MPF
- 簡介： 火星無人探測計畫的組成部分
- 韓文名稱：마스 패스파인더
- 日文名稱：マーズ・パスファインダー
- 發射時間：1996年12月4日
- 國家：美國
火星探測史,火星拓荒者之前發射史,火星拓荒者之後發射史,著陸過程,開始工作,攜帶品,性能簡介,成就,發展趨勢,總體評價,
火星探測史
火星拓荒者之前發射史
火星1A號：前蘇聯，1960年10月10日
火星1B號：前蘇聯，1960年10月14日
衛星22號：前蘇聯，1962年10月24日
衛星24號：前蘇聯，1962年11月4日
探測器2號：前蘇聯，1964年11月30日
水手3號：美國，1964年12月5日
水手4號：美國，1964年12月28日
探測器3號：前蘇聯，1965年7月18日
水手6號：美國，1969年2月24日
火星2B號：前蘇聯，1969年4月2日
火星2A號：前蘇聯，1969年4月2日
水手7號：美國，1969年7月31日
水手8號：美國，1971年5月8日
宇宙419號：前蘇聯，1971年5月10日
火星2號：前蘇聯，1971年5月19日
火星3號：前蘇聯，1971年5月28日
水手9號：美國，1971年5月30日
火星4號：前蘇聯，1973年7月21日
火星5號：前蘇聯，1973年7月25日
火星6號：前蘇聯，1973年8月5日
火星7號：前蘇聯，1973年8月9日
海盜1號：美國，1975年8月20日
海盜2號：美國，1975年9月9日
福波斯1號：前蘇聯，1988年7月7日
福波斯2號；前蘇聯，1988年7月12日
火星觀察者；美國，1992年9月25日
火星拓荒者之後發射史
火星環球勘測者號：美國，1996年12月7日
火星96號：俄羅斯，1996年12月16日
希望號；日本，1998年7月3日
火星氣候軌道器：美國，1999年1月3日
奧德賽：美國，2001年4月7日
火星快車：歐盟，2003年6月2日
火星探測流浪者A：美國，2003年6月10日
火星探測流浪者B：美國，2003年7月7日
羅塞塔：歐盟，2004年3月2日
鳳凰號：美國，2007年8月4日
螢火一號：中國，2011年11月8日
福布斯-土壤：俄羅斯，2011年11月8日
好奇號：美國，2011年11月26日
曼加里安號：印度，2013年11月5日
註：
美國國家航空航天局的火星探測計畫長期致力於對火星這顆紅色行星進行無人探測，火星拓荒者是這一系列無人探測計畫的一個組成部分。
著陸過程
1997年7月4日，攜帶火星探路者的飛船進入火星大氣層，由降落傘帶著以每小時88.5公里的速度飄向火星表面，並在著陸前數秒鐘打開9個巨大的保護氣囊。17時07分火星探路者在火星降落，在密封氣囊的保護下，經過一番彈跳翻滾之後，在火星表面停了下來。著陸成功後，飛船打開外側的3個電池板，重10公斤的6輪“旅居者”號火星車緩緩駛離飛船，落到火星地表。其行進路線是預先確定好的， 首先朝目標區西南部的一個長100公里、寬19.3公里橢圓形區域緩慢行進。
開始工作
著陸成功後，飛船打開外側的3個電池板，重10公斤的6輪“旅居者”號火星車緩緩駛離飛船，落到火星地表。其行進路線是預先確定好的， 首先朝目標區西南部的一個長100公里、寬19.3公里橢圓形區域緩慢行進。 在探測區，經對由古代洪水沖刷形成的一個488平方米的小島作詳盡觀察，科學家發現火星山谷平原暴發過多次洪水，並有眾多由水衝擊而來的圓形岩石，其中許多岩石沿同方向排列，表明它們受到同樣水流的衝擊。科學家推測當時洪水有數百公里寬，水流量為每秒100萬立方米。
攜帶品
火星拓荒者於1997年7月4日在火星表面著陸。它攜帶的索傑納號火星車，是人類送往火星的第一部火星車。
性能簡介
索傑納是在火星上真正從事科學考察工作的第一台機器人車輛，它是一輛自主式的機器人車輛，同時又可從地面對它進行遙控。設計中的關鍵是它的重量，科學家們成功地使它的重量不超過11.5公斤。該車的尺寸為630mm×480mm，車輪直徑13cm，上面裝有不鏽鋼防滑鏈條。機器人車有6個車輪，每個車輪均為獨立懸掛，其傳動比為2000：1，因而能在各種複雜的地形上行駛，特別是在軟沙地上。車的前後均有獨立的轉向機構。正常驅動功率要求為10瓦時，最大速度為0.4米/秒。
它是一輛自主式的機器人車輛，同時又可從地面對它進行遙控。索傑納在太空中順利地飛行了4.97億公里，終於在今天以每秒鐘7.4公里的速度進入了火星的引力範圍。
小車由美國加利福尼亞州帕薩迪納控制中心的科學家通過一台24英寸螢幕的工作站電腦操縱。科學家在操縱時採用了最新的虛擬現實技術。科學家們戴著三維眼鏡，可以把在火星上空圍繞火星運行的飛船拍攝的火星表面三維圖像通過螢幕顯示成具有深度感的立體視像。科學家可以從各個不同角度觀看，操縱"索傑納"小車繞過障礙物，安全地在火星表面漫遊。
"索傑納"小車在火星上執行指令的情況，仍由飛船拍攝下來，傳送回地球，在電腦螢幕上顯示出來。科學家根據這些圖像，再決定小車下一步的行動。另外，小車上還安裝了5台雷射測距儀，可以依靠它們直接偵察周圍地形，及時發現障礙物，尋找沒有障礙的前進路線。
索傑納是由鍺基片上的太陽能電池陣列供電的，可在16伏電壓下提供最大16瓦的功率。它還裝有一個備用的鋰電池，可提供150瓦/時的最大功率。當火星車無法由太陽能電池供電時，可由它獲得能量。
索傑納攜帶的主要科學儀器有:一台質子x射線分光計(APXS)，它可分析火星岩石及土壤中存在哪種元素，並提供其豐度。APXS探頭裝在一個機械裝置上，使它可以從各種角度及高度上接觸岩石及土壤的表面，便於選擇取樣位置，它所獲得的數據，將作為分析火星岩石成分的基礎。
成就
第一次在地球以外行星上沒有經過繞行星旋轉飛行就直接在行星上著陸。
第一次在太空飛行器上使用超音速降落的降落傘。
第一次在太空飛行器上使用氣囊作著陸時的緩衝。
第一次使用自由下落方式在地球以外行星表面軟著陸。
第一次從地球以外行星表面直接傳回行星表面的圖像。
第一次從地球以外發回彩色三維立體圖像。
第一次把一輛可以在一定範圍內四處活動的探測車送上地球以外的行星。讓人類第一次對火星表面情況有了非常全面和細緻的了解。
從1997年7月4日登上火星之後，索傑納和探路者就開始傳回那裡的紅色岩石的圖像及每日的天氣情況。在火星上工作的幾個月里，索傑納共行駛了90多米，分析了岩石成分，拍攝了500多幅照片，而登入器的攝像機共拍攝了16000多幅圖像，發回26億比特的科學數據。索傑納原來的設計壽命為7天，登入器為30天以上。然而，索傑納卻工作了3個月，是原設計時間的12倍多。探路者的主發射機直到1997年9月27日才停止工作，它的微型輔助發射機直到10月6日仍發回信號，此後才陷入沉沒之中。之後NASA的科學家們經過5個多月滿懷希望的努力，想再與索傑納及探路者取得聯繫，但終於以失敗告終，於是他們把當地時間1998年3月11日下午1時21分作為探路者及索傑納的死亡時間，這是在它登入後的第250天。登入器和火星車的壽命大大超出了科學家們的期望。
發展趨勢
NASA下轄的詹森太空中心發言人波爾頓表示：“我們計畫在2035年左右讓第一個人登入火星，現在是做準備的時候了，要先讓機器人女武神號在火星創造出適合生命的環境。”由NASA製造的四個機器人，將充當人類在火星的拓荒者，這四個機器人已初具雛形，共有28處人工關節，以及200個感應器。
NASA將其中三台姊妹型機器人分別交給麻省理工學院、愛丁堡大學、美國東北大學。然而，目前這些高182厘米，重136公斤的機器人還問題重重，麻省理工學院的師生對此開玩笑地說，“它走起路來就像是一個手腳笨拙的人在跳芭蕾舞”。考慮到它們目前的造價已是兩百萬美金，東北大學教授帕迪爾也說：“這傢伙看起來不太妙。”
主導此項目的霍利楊科教授特別指出，“雖然女武神號堅固的外殼足以防止火星沙塵暴的侵害，但它目前欠缺完好的通訊能力。這些機器人必須要在第一時間將訊號傳回地球、執行地球的指令。因為任何的信號延遲，將意味著地球無法精準的遠端操控這些機器人，以進行自我修復與建立適合人居的環境。”
雖然這些機器人還只能進行簡單的肢體動作，參與此項機器人計畫的美國東北大學助理教授羅伯特·普拉特樂觀地表示：“機器人科技在過去五年有了非常大的進步，無人機、自動車的發展就是很好的例證。我在機器人領域上工作了幾十年，面對的都是同樣問題，但最近科技上的進步使我認知到，事情將要有所變化了。”
總體評價
1997年7月4日美國獨立日這天,NASA的“拓荒者號(Pathfinder)”自1976年“維京1號(Vikin)”在火星著陸21年後成功地在火星上著陸。“拓荒者號”此次著陸創造了一系列紀錄:首次未環繞軌道就降落在星球上;首次在時速1600公里的超聲速一F使用降落傘;首次使用氣囊減緩著陸時的衝擊力。“拓荒者號”在著陸7小時後即傳回了黑白照片,稍後又傳回了彩色照片。而這次任務與第一次登上火星的“維京1號”任務相比,其研製周期僅為後者的三分之一,經費也只是後者的一部分。美國總統柯林頓在讚譽NASA的這一成就時說,這次任務充分顯示了NASA嶄新的高效能企業化精神。
