“勇氣”號(hào)軼事

□ 謝 懿

“勇氣”號(hào)的探測(cè)目標(biāo)之一馮布勞恩山丘

在度過(guò)了2210個(gè)火星日之后，“勇氣”號(hào)火星車和地面失去了聯(lián)系。不過(guò)有關(guān)它的一些軼事也許會(huì)永遠(yuǎn)流傳下去。

“勇氣”號(hào)是美國(guó)火星探險(xiǎn)漫游者任務(wù)中兩輛火星車之一。2004年在火星上著陸，原本設(shè)計(jì)壽命只有90天的它卻一直工作了6年。初到火星，“勇氣”號(hào)便出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)故障?；謴?fù)之后，它對(duì)火星巖石進(jìn)行了首次人為的研磨，以便研究其內(nèi)部構(gòu)造。此外，“勇氣”號(hào)還經(jīng)歷了小塵暴的洗禮，就此煥發(fā)了活力。不過(guò)，它最終身陷火星的軟土，凍僵而和地面失去了聯(lián)系。

“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)使用的著陸氣囊

初涉險(xiǎn)境

2004年1月4日“勇氣”號(hào)成功著陸火星表面。從保護(hù)氣囊中露出后，它拍攝了著陸地點(diǎn)的全景照片，為挑選下一步的探測(cè)目標(biāo)提供信息。為了紀(jì)念7名在“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)事故中罹難的航天員，火星探險(xiǎn)漫游者任務(wù)團(tuán)隊(duì)將這一地點(diǎn)命名為“哥倫比亞紀(jì)念站”。

然而，就在發(fā)回首幅彩色照片之后不久，2004年1月21日，“勇氣”號(hào)突然和任務(wù)控制中心中斷了通訊。第二天它間斷地向地面發(fā)回了信號(hào)，表明自己雖收到了指令，但卻處于故障狀態(tài)。之后發(fā)回的工程數(shù)據(jù)顯示，“勇氣”號(hào)并沒(méi)有進(jìn)入休眠模式，而是在不斷地浪費(fèi)電力并處于過(guò)熱的狀態(tài)——有可能導(dǎo)致無(wú)法修復(fù)的損害。

“勇氣”號(hào)陷入困境后拍攝到的地形圖

究竟是哪兒出了問(wèn)題？主導(dǎo)的觀點(diǎn)是“勇氣”號(hào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)陷入了“重啟循環(huán)”。而造成這一問(wèn)題的元兇要么是它的閃存，要么是硬件故障。如果是后者，那將是致命的。經(jīng)過(guò)反復(fù)地琢磨，工程師們發(fā)現(xiàn)：“勇氣”號(hào)的閃存工作正常，但管理其中文件的模塊卻出了問(wèn)題。在刪除了一些文件并對(duì)閃存系統(tǒng)重新格式化之后，“勇氣”號(hào)恢復(fù)了正常。

攻“堅(jiān)”戰(zhàn)

火星上的巖石是“勇氣”號(hào)探測(cè)的重要目標(biāo)。它們的外形、結(jié)構(gòu)以及成分可以告訴我們?cè)S多有關(guān)火星地質(zhì)、氣候和環(huán)境的歷史變遷。不過(guò)，巖石往往會(huì)在火星上的風(fēng)以及沙塵的作用下發(fā)生變化，于是對(duì)它進(jìn)行研磨、打孔使其未受侵蝕的內(nèi)部裸露出來(lái)對(duì)于還原真相而言就顯得極為重要。

在從計(jì)算機(jī)故障中走出來(lái)之后不久，“勇氣”號(hào)便對(duì)一塊火星巖石進(jìn)行了首次人為研磨。它的巖石研磨工具打出了一個(gè)直徑4.55厘米、深2.65毫米的孔，令巖石的內(nèi)部物質(zhì)暴露了出來(lái)，可供它機(jī)械臂上的顯微成像儀和分光儀進(jìn)一步的分析。千萬(wàn)別小看了“2.65毫米”這個(gè)數(shù)字，它大大超出了科學(xué)家的預(yù)計(jì)，著實(shí)讓他們吃驚不小。

借力塵卷

對(duì)于以太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的火星車而言，有一大因素會(huì)制約它們的壽命。那就是火星上的塵埃會(huì)逐漸附著在它的太陽(yáng)能電池板上，降低電能的轉(zhuǎn)化效力。然而，在2007年8月11日，“勇氣”號(hào)力壓使用核動(dòng)力的“海盜”2號(hào)1282個(gè)火星日的紀(jì)錄，成為了當(dāng)時(shí)在火星上工作時(shí)間第二長(zhǎng)的探測(cè)器。那么對(duì)于使用太陽(yáng)能的“勇氣”號(hào)而言它的長(zhǎng)壽秘訣是什么呢？

除了設(shè)計(jì)和建造工藝的精良之外，火星上的獨(dú)特天氣也起到了益壽延年的作用。2005年3月9日，“勇氣”號(hào)太陽(yáng)能電池板的效率突然從最初的大約60%躍升到了93%。而就在第二天，它便目睹了火星上的小塵暴。小塵暴又稱塵卷，是一種規(guī)模較小的旋風(fēng)，直徑從半米到幾米不等。

早在1997年“火星探路者”便在火星上拍攝到了塵卷，不過(guò)這一次科學(xué)家們懷疑正是塵卷和“勇氣”號(hào)的不期而遇清除掉了后者太陽(yáng)能電池板上的塵土，延長(zhǎng)了它的壽命。

身陷軟土

雖然有了塵卷的相助，但“勇氣”號(hào)還是在2009年5月1日遇到了它自登陸火星以來(lái)最大的危機(jī)。它的輪子陷入了火星的軟土中。這一軟土的主要成分是黃鉀鐵礬，它只有極小的內(nèi)聚力使得“勇氣”號(hào)的輪子很難用上力。工程師們?cè)趯?shí)驗(yàn)室實(shí)物模擬了這一狀態(tài)并借助計(jì)算機(jī)模型來(lái)尋求解決的辦法，無(wú)奈“勇氣”號(hào)照舊無(wú)法動(dòng)彈。

“勇氣”號(hào)拍到的火星塵暴

“勇氣”號(hào)拍到的火星上的日落

勇氣號(hào)

這是極其危險(xiǎn)的信號(hào)。如果它無(wú)法移動(dòng)并且調(diào)整太陽(yáng)能板的指向或者沒(méi)有塵卷再一次幫助它的話，那么“勇氣”號(hào)就會(huì)因能源枯竭無(wú)法度過(guò)火星的冬天。2010年3月30日，“勇氣”號(hào)錯(cuò)過(guò)了預(yù)定的與地面通訊，說(shuō)明它已經(jīng)進(jìn)入了休眠狀態(tài)。之前它通過(guò)朝向太陽(yáng)在冬季把自身的內(nèi)部溫度控制在－40℃以上，但這次溫度可能會(huì)降至－55℃。

最終，“勇氣”號(hào)凍僵在火星的荒原上，再也沒(méi)有醒來(lái)。不過(guò)，這并不是火星車探測(cè)計(jì)劃的終結(jié)。美國(guó)已發(fā)射了另一輛更大的火星車“好奇”號(hào)。與力主尋找水的“勇氣”號(hào)不同，它的任務(wù)是研究火星的過(guò)去乃至現(xiàn)在是否具有能承載微生物的宜居環(huán)境。

“勇氣”號(hào)成功登陸火星示意圖