“好奇”的火星使命

張唯誠

“我出發(fā)啦!”

“好奇”號火星車被減速傘包裹著，呆在一個密封的容器里，它終于在2011年11月26日被送出了地球大氣層。此后，它要無聲無息地開始長達8個多月的漫長旅行，直到迎來它的目的地——火星。對于“好奇”來說，那將是它火星生涯的第一個嚴(yán)峻考驗：它要著陸在這顆紅色星球上。

在探索火星的道路上，人類遭遇過多次失敗。迄今為止，人類共向火星發(fā)射了40枚左右的探測器，但成功的比率不到一半，多數(shù)探測器的火星生涯還沒有正式開始便宣告結(jié)束了。比如近期中國的“螢火一號”火星探測器就隨同搭載它的俄羅斯“福布斯一土壤”火星探測器一同失去聯(lián)系。火星著陸對于所有探測器來說都是—個驚心動魄的時刻。

不過“好奇”裝配了更先進的著陸系統(tǒng)，它和此前的火星著陸器并不一樣。1996年發(fā)射的“索杰納”和2003年發(fā)射的“勇氣”和“機遇”號火星車都采用氣囊著陸方式，但這種方式對沉重的“好奇”并不合適。2007年發(fā)射的“鳳凰”號火星車是通過減速推進器的制動作用實現(xiàn)軟著陸的。不過，這種方法也出現(xiàn)過失誤，1999年“火星極地著陸者”采用這種方法在火星南極預(yù)定地點著陸時就與地面失去了聯(lián)系。

這是2012年的8月，“好奇”結(jié)束了寂寞的旅行，以接近每秒6千米的速度進入火星大氣層。在離火星表面10千米的地方，它打開降落傘，首先利用降落傘進行減速，并拋棄外部保護殼。當(dāng)“好奇”距火星表面只有1千米的時候，一個名為“天空起重機”的裝置登場了?！疤炜掌鹬貦C”是美國宇航局新研制的一種全新著陸裝置，它不同于起緩沖作用的氣囊，也不同于僅僅起制動作用的減速推進器，它的作用類似于一個強勁有力的“抓手”，直接把“好奇”這輛大型火星車“放”到火星上。

當(dāng)降落傘也被拋棄后，“天空起重機”放出繩索，”好奇”便被繩索懸吊著慢慢下降，最終被小心翼翼地放在了火星的地面上。當(dāng)“好奇”的輪子接觸地面時，“天空起重機”很快便得到了信號，那是“好奇”發(fā)出的“我站在火星上啦!”“天空起重機”于是與“好奇”脫離，為了不傷著“好奇”，它自動飛離著陸點，并在一個較遠的地方隕落。

“好奇”的著陸點是蓋爾隕石坑，這是科學(xué)家們經(jīng)過十幾輪投票后而精心挑選出來的。蓋爾隕石坑位于火星赤道以南，直徑約150千米，中央有一個由層狀沉積物組成的小丘。這樣的地形是如何形成的?地質(zhì)學(xué)家們的看法不盡一致，但有一點可以肯定，那就是水參與了這個隕石坑地形的塑造，因為它底部的巖石層是由黏土和硫酸鈉構(gòu)成的，而這兩種物質(zhì)的形成都離不開水。

“我很努力。也很能干”

和以前的火星任務(wù)有些不同的是，“好奇”并不僅僅是為了尋找水而來的，它更希望尋找到的是有機分子，這種復(fù)雜的含碳分子盡管不是直接的生命信號，但卻是形成生命的材料?？茖W(xué)家們相信，蓋爾隕石坑會給“好奇”提供更多找到有機分子的機會，因為在地球上這些分子通常保存在完美的顆粒物中，而蓋爾隕石坑有很好的黏土層，地形呈多樣性，且形成多與水有關(guān)，這正是科學(xué)家們最終選擇蓋爾隕石坑的原因。他們相信，在那個地方，“好奇”有可能遇到多種潛藏生命物質(zhì)的地形，而不是一種。

不過，真要找到有機分子并不容易?？茖W(xué)家們一般認(rèn)為，火星上的有機分子應(yīng)該來自太空中不斷撞向火星的隕石，但以前的各項任務(wù)都沒有真正發(fā)現(xiàn)它們，其原因有可能是由于有機分子非常容易遭到破壞。遠古的有機物質(zhì)通常被鎖在巖石中，它們有可能在被流水沖刷的時候分離出來并生成了二氧化碳氣體。假若這些有機物埋藏在地下，地下的熱量又有可能破壞它們。即使不被流水和熱量所破壞，假若它們存在于地表，宇宙射線和氧化物，例如過氧化氫也有可能切斷它們的分子鏈結(jié)構(gòu)，這樣一來它們也同樣難以幸免。

好在“好奇”的裝備已非它的前輩火星車所能比擬，它向人類提供的有關(guān)火星的知識很可能是前所未有的?！昂闷妗钡摹盎鹦菢悠贩治鰞x”是專為尋找火星土壤中的有機物質(zhì)而研制的，它由質(zhì)譜儀、色譜儀、光譜儀等精密儀器組成，這個小型車載實驗室負(fù)責(zé)尋找和研究火星上的碳的同位素。在地球上，碳的同位素是生命誕生的基本元素。

在探測巖石方面，“好奇”的本領(lǐng)也大大超過了“勇氣”和“機遇”?！坝職狻焙汀皺C遇”只能通過搡測光譜發(fā)現(xiàn)巖石中的特殊元素如鐵等，但“好奇”有一架激光蒸發(fā)儀，它能在9米開外發(fā)射一束激光，然后研究巖石蒸發(fā)物的光譜。假若發(fā)現(xiàn)了感興趣元素，“好奇”便會接近巖石，使用一個鉆頭伸進巖石中提取樣品，并將粉狀的巖石樣品放進光譜分析儀中，利用x射線研究巖石樣品的衍射圖形。這些“圖形”就像礦物的“指紋”，因為每種礦物都有其獨特的x射線衍射標(biāo)記。通過這樣的方法，“好奇”號將會告訴我們火星上有些什么礦物和每種礦物的儲量，這些信息將透露這些礦物形成時火星的溫度、壓力、酸度以及其他狀態(tài)。它們是研究火星形成和演化的重要資料，也是科學(xué)家們了解蓋爾隕石坑是否有可能存在有機物質(zhì)的重要依據(jù)。

“火星上見，祝我好運哦!”

“好奇”號的正式名稱是“火星科學(xué)實驗室”，是繼“勇氣”號和“機遇”號之后的新一代大型火星車。它的重量是“勇氣”和“機遇”的5倍，長度是它們的2倍，它的6個輪子安裝在細長的“腿”上，能夠攀爬很陡的斜坡。和“勇氣”和“機遇”相比，它的活動范圍和機動性能都大幅提高。另外，“好奇”還將為地面提供前所未有的火星精彩照片，這得益它擁有的先進的攝像系統(tǒng)，它的主照相機是一部光學(xué)變焦多譜立體相機，還有一部火星手持透鏡成像儀，‘它將為人們提供火星地表極佳的特寫鏡頭。

“好奇”的動力來自核燃料钚，這意味著它不再像“勇氣”和“機遇”那樣因使用太陽能而使探索活動受到限制了?；鹦巧蠒r常沙塵滾滾，太陽能電池板常被大量沙塵所覆蓋，太陽能電池的效能因而大受影響，電力變得空前微弱，這種事在“勇氣”身上發(fā)生過，科學(xué)家們要費好大的力氣幫助它恢復(fù)活力。況且，假若“好奇”使用太陽能，它就要盡可能讓自己在陽光充足的地方工作，活動范圍會受到影響，而使用核動力就不用受此限制，它提供的能量還能讓“好奇”的使用期限大幅度延長。

但“好奇”使用核動力也遭到一些環(huán)保人士和普通民眾的反對，他們對核燃料心懷恐懼，這種恐懼幾乎使這項計劃面臨夭折。2006年，美國宇航局公布了發(fā)射“好奇”可能對環(huán)境造成的影響的風(fēng)險評估報告，他們再三強調(diào)技術(shù)的可靠性，在一定程度上緩解了公眾的擔(dān)憂?？墒?，“好奇”的總成本也一漲再漲，好在“好奇”最終終于啟程了。它的火星使命將是新千年美國火星探測計劃的重頭戲。假若“好奇”成功著陸，那將開啟人類火星探測的新篇章，火星將成為人類太陽系探索的夢想之地。人們期盼著8個月后傳來“好奇”平安站立在火星上的好消息。