“挑战者”号7名遇难的宇航员中，有一名叫麦考利夫的女教师，她准备在“挑战者”号进入第四天飞行时，在太空向地面的学生讲两堂课，每堂15分钟，以此标志航天飞机走向更为实用的阶段。不幸由于这次意外事故而使空中课堂的计划未能实现，麦考利夫作为一名教师以身殉职。在美国新罕布什尔州的康科德中学，当学生们从电视上看到“挑战者”号载着他们的老师飞向太空时，兴奋得欢呼起来。然而不久，面对“挑战者”号突然爆炸的画面，学生们不禁目瞪口呆，继而失声痛哭。
在科学探索的道路上，牺牲是不可避免的。在“挑战者”号爆炸之前，苏联和美国的宇航员都曾由于意外事故而牺牲，但这并没有影响人类探索太空的行动。人类向未知的太空的探索、前进的步伐是永远不会停止的。
（第三节）探索太空的眼睛——空间探测器
空间探测器是一个什么样的物体，它有着怎样的神奇魔力？在这里，你将找到想要的答案。空间探测器主要是针对太阳系中的月球、月球以外的天体和空间进行探测的无人航天器。它主要包括地球探测器、月球探测器、太阳探测器、行星和行星际探测器等。
尽管每一种探测器的形状不同，但其目的都是为了解太阳系的起源、演变和现状，以及对太阳系内的各主要行星进行研究。空间探测器实现了对月球和行星的逼近观测和直接取样的探测，从而开创了人类探索太阳系内天体的新阶段。
一、望眼太空——空间探测器
空间探测器的结构基本上与人造卫星相同，所不同的是它们携带有探测仪器。探测器可以在绕地球的轨道上，对行星、彗星、太阳及至恒星、星系等进行探测，这就是天文卫星或空间望远镜，而多数则是飞近探测的目标星进行就近探测，或绕目标星飞行探测，或降到目标天体上实地考察。
空间探测器从地球出发到被探测的天体，必须选择合理的飞行路线，以便节省时间和路程。
行星探测器以最小能量的航线飞向目标行星，它从地球启程的口期要隔几个月或几年才有一次。如飞往水星4个月一次，飞往木星、土星、天乇星、海王星每年一次，飞往金星1年7个月一次，飞往火星2年2个月一次。如要飞经几个行星进行探测，其出发的机会更少。如果是飞向远距离臼标行星的探测器，可以用较小的速度开始飞行，在航行途中借助行星的引力来加速，也可借助行星的引力改变飞行方向。随着运载火箭推力的增大，也可以在地球与日标行星会合前后，让探测器以较大的速度，沿着大椭圆轨道以最短航线飞向目标行星。
探测器飞向目标，一般分为三个阶段：第一阶段是发射，即从地面起飞到进入行星际飞行轨道；第二阶段是自由飞行，即进入行星际飞行轨道后，在太阳引力作用下飞向目标天体；第三阶段是降落，即进入绕目标天体飞行或向目标天体降落。探测器要准确飞抵目标天体，必须通过天文导航或地面无线电制导来修正轨道和航线。由于探测器的飞行时间较长，一般采用太阳能电池提供充足电源，如果是探测木星以外的行星，则需配备核电源，还要采用高增益的抛物面天线定向波等办法，解决无线电波遥远距离的通信问题。
二、追寻嫦娥的足迹——月球探测
月球是地球的天然卫星，是距地球最近的天体，平均相距约38万千米。从1959年以来，全世界发射了123个月球探测器，有60个成功到达月球考察。
人类把月球作为探测地外天体的第一个目标，不仅是因为月球距离地球最近，而且还在于可以利用月球上的资源和特殊位置为人类服务。
第一，月球上蕴藏着丰富的物质资源。包括60多种金属元素，特别是地球上稀有的氦—3估计有上百万吨，是一种核聚变发电的理想燃料。
第二，月球上可以建设产业基地。由于月球的优越条件，可就地取材生产水泥、陶瓷、玻璃和金属材料等。
第三，月球上是科学研究实验的理想场所。月球上月震和重力波很小，没有大气影响，没有人造电波和光源干扰，最适于天文观测和物理实验。月球表面高度真空，没有尘埃杂质污染，制取材料的纯度高，生命科学实验十分安全。月球上没有遭到过破坏，没有大气和水流的侵蚀，是研究宇宙原始状态的好地方。
第四，月球是深空探测的前哨基地。月球的重力只有地球的1/6，深空探测器和火星飞船从月球上启航，可大大节省能源。月球上有丰富的氧和其他资源，可以提供过往航天器充足的氧化剂和材料。
第五，月球探测可以牵引和推动科学技术的发展。在实施探月活动中，牵动液体燃料、微波雷达、无线电制导、合成材料、电子计算机、生物工程等一大批工业技术的产生，促进人工智能、遥控作业等工业技术的问世，许多科技和工业领域将得到繁荣发展，其开发应用成果远远超过月球探测本身创造的效益。
月球探测器一般有两种探测方式：一是绕月飞行进行探测，二是在月球上着陆进行探测。
月球探测器飞向月球，为了节省能量，一般先进入绕地球飞行的停泊轨道，然后进入过渡轨道，当接近月球后，或者绕月飞行，或者从绕月轨道下降到月球上。由于月球上没有可用作减速的大气，所以着陆月球的探测器可以直接在月面硬着陆，也可以用探测器上的火箭发动机减速，实现软着陆。
三、太阳系的旅行——行星探测
太阳系中原先有九大行星，如今却溜走了一颗，剩下的八大行星如同八个神秘的人等待着我们去发掘与探索，人类正从地球文明走向行星际文明时代。
木星是一个非常遥远的天体，但它格外明亮，因为它周围有厚厚的稠密大气，其表面常年呈现数条色彩斑斓的彩带和不断变化的红色斑纹区。近些年，科学家们制定了一系列的木星探测计划。
美国在1977年的8月和9月先后发射了“旅行者2”号和“旅行者1”号探测飞船。它们提供了木星系统的新信息：木星的大气是复杂的，由氢和氦组成的稠密大气层之上是色彩斑斓的云层，而且大气的运动很汹涌；还勘测了木星环和木卫一、木卫二、木卫三、木卫四和木卫五。另外，它还发现了3颗新的木星卫星，在木卫_上至少有9座活火山，木卫三的直径达5200千米，是太阳系内最大的行星卫星。
虽然“旅行者”姐妹的探测，把人类对木星的认识向前推进了一大步，但由于木星的云层比较厚，至今仍有许多奇特的现象无法得到合理的解释。
土星是一颗类似于木星的太阳系的第六大行星，到目前，已有多艘宇宙飞船飞掠土星，对其进行了近距离探测。
1979年9月1日，“先驱者11”号发现了两个新的外环，土星的第14颗卫星以及土星有磁场、磁层和辐射带。1980年11月13日，“旅行者1”号发现土星中密集而繁多的光环，大小不等，形状不一，互不连接，形成一组环形彩带。在这些光环下面，还发现两条狭窄的短环。
金星是距离地球最近的行星，它在黎明出现时，被人们称为“启明星”；在黄昏出现时，则被称为“长庚星”。它是太阳系内唯一逆转的大行星。
自1961年以来，有十多艘飞船先后对其进行了深入的探测。
1961年，苏联发射了一系列金星探测器。“金星4”号，纪录了不少资料。“金星5”号探测到一道闪光。1970年，“金星7”号第一次在金星上软着陆成功，使人类对金星的探测进入了一个新的阶段。1989年5月，美国研制的新一代金星探测器——“麦哲伦”号，它已经测绘完金星表面积。证明金星上存在着活火山熔岩流、陨石坑、沙丘、高耸的山岭和巨大的峡谷。
现在，科学家们对金星丽探测还在继续。
天王星是太阳系内的第三颗大行星，天王星距地球约28亿千米。1986年1月24日，“旅行者2”号飞船飞抵天王星近旁，获得了大量的科学资料。天王星被汪洋大海所覆盖，其深度达8000千米，海水温度也高达几千摄氏度。天王星是由彗星构成的。它没有坚实的固体外壳，是在厚密大气包围下的超高温水球，但其内核却是熔化岩心。它有磁场，不过强度较弱。其光环总数有20个左右，且光环之间有环缝，环缝中有颗粒很小的填充物。光环颜色不尽相同，整体来说，光环均较暗。
海王星处在太阳系的边缘，离地球有45亿千米之遥，我们历来对它知之甚少，在地面上观测它只不过是一个亮点。
“旅行者2”号飞船，实现了对海王星的近距离考察。发现了海王星有8颗卫星，有5条光环，其中2条明亮，3条暗淡。经过分析，海王星光环是由彗星碎片构成的。还发现，海王星上空有与地球大城市上空一样的烟雾。科学家认空这是太阳光照射海王星大气中含量高的甲烷形成的。这种光化烟雾在海王星同温层底部形成了一层150千米厚的冰层。（图142）
“旅行者2”号对海卫，的探测确认，它是太阳系中最冷的一个天体，表面温度为—240℃。它有三座冰山，而且有的还在活动，曾喷出过冰冻的甲烷或其他冰类物质。科学家认为，海卫一冰火山喷发是由其内部升高的液氮压力引起的。
四、遥远的旅行——“先驱者10号”的探测
“先驱者10号”在茫茫太空中遨游了25年，向地面发回有关木星的大量科学数据，它是迄今为止人类发射的空间考察器中飞行时间最长和距离地球最遥远的星际探测器。
“先驱者10号”于1972年3月2日踏上征途，经过1年零9个月的长途跋涉后，穿过危险的小行星带，闯过木星周围的强辐射区，与1973年12月3日与木星相会。它飞临木星时，沿木星赤道平面从木星右侧绕过，在距木星13万公里的地方穿过木星云层，拍摄了第一张木星照片，并进行了十多项实验和测量，向地球发回第一批木星资料，为揭开木星的奥秘立下头功。在木星巨大的引力加速下，直向太阳系边疆飞去。于1989年5月24日飞越过冥王星轨道，带着给外星人的“礼品”——“地球名片”向银河系漫游而去。
“先驱者10号”重量为260公斤。它配有太阳能电池和11台由放射性同位素钚—238作燃料的衰变温度差发电机。该探测器上装有2.7米直径的抛物面天线，对地球定向，发射机用8瓦功率向地面深空跟踪网传输信号。它的原设计寿命只有21个月，其主要使命是实现人类首次对木星的探测。但实际上它的“探测生命”之长，远远超出了人们的预期。“先驱者10号”的最后一次信号是1997年1月22日接收到的，其中已无任何遥测数据。2月7日，宇航局位于加利福尼亚州、澳大利亚和西班牙的巨型天线“深空网络”与该探测器的联络都没有取得任何结果。专家们认为，由于放射性同位素动力源已衰变殆尽，探测器估计已无力再向地球发送信号。美宇航局于是决定放弃与探测器继续联系的努力。
在四分之一世纪的漫漫星际旅行途中，“先驱者10”号创下了诸多的航行纪录。它实现了人造天体对木星的探测。人们知道，无论从体积还是质量，木星都超过其他七大行星的总和，素有太阳系“老大哥”之称。它自转一周仅需9小时50分钟，因而自转速度也居九大行星之首。木星的外表具有美丽的云团大红斑和高于地球20—40倍的强磁场。所有这些都令科学家着迷。然而在此之前，美国和苏联两个航天大国的太空探测器都不曾飞近木星，其原因是环绕木星的有一个小行星带。小行星带区有许多从地面上难以看到的小天体。专家们担心，进入小行星带的探测器很可能遭到碰撞而毁掉。庆幸的是“先驱者10号”安然地进入并穿过火星和木星之间的小行星带，没有受到任何擦伤。1983年，它又第一个飞出太阳系向金牛座飞去，但据估计，它至少还得再飞200万年，才能掠过与金牛座距离最近的恒星。在这之后，科学家仍不定期地与“先驱者10号”联系，并在此基础上试验了一些尖端通信技术。“先驱者10号”还发现：太阳风随距离的增加并不减弱，碰撞加热几乎不损失动能；太阳风暴增长时，日球可以沿磁赤道向外膨胀，其形状极像卵形；当激波和扰动接近曰球边界时，它们可以同目球外面的星际介质堆积在一起；在太阳极大时，能探测到一种神秘的高能氦离子成分，它是渗入日球边界的星风中的中性氦在太阳附近被太阳紫外线辐射电离而成的。此外，该探测器还尝试找寻太阳系内存在第九颗行星的证据，探测能够证明爱因斯坦相对论的引力波。
“先驱者10号”还携带了一张镀金盘，它不仅能反映出太阳系在银河系的位置和太阳系的主要成员，还画有“先驱者10号”探测器的外型、飞行轨迹以及男女地球人的简图。按照科学家的建议，名片上还画有氢元素的谱线，因为氢是宇宙中最普通最丰富的元素，只要外太空存在智慧生物，就一定能看懂氢元素的资料。如果外星人获得这张“名片”，破译了“名片”上的内容，就有可能与地球人取得联系。这是一个多么美好的理想啊。但事实上，宇宙太大了，仅“先驱者”飞出太阳系就用了20多年，即使它能到达离地球最近的恒星，恐怕也要几百万年以后了。
