漫游火星15年：謝謝你，機(jī)遇號(hào)

曉梅

我依然記得，2003年7月7日，剛剛拿到大學(xué)錄取通知書(shū)的我，一個(gè)人坐在家中客廳的沙發(fā)上，無(wú)所事事地翻看著那臺(tái)21寸的電子管彩色電視?！懊绹?guó)宇航局為探索火星研制的另一輛火星車(chē)‘機(jī)遇號(hào)從卡納維拉爾空軍基地發(fā)射升空……”這則新聞引起了我的注意，好像高考結(jié)束后幾天就發(fā)射過(guò)一輛火星車(chē)。新聞接著說(shuō)：“這是上個(gè)月發(fā)射的‘勇氣號(hào)火星車(chē)的姊妹型號(hào)，兩輛火星車(chē)將于明年（2004年）1月相繼在火星表面著陸，并將以太陽(yáng)能為動(dòng)力，在火星表面開(kāi)展為期90個(gè)火星日，約92.5個(gè)地球日的探測(cè)任務(wù)，對(duì)火星巖石進(jìn)行分析，描繪火星地表結(jié)構(gòu)，嘗試尋找火星上水流的痕跡……”

在此之后，幾乎每年都會(huì)看到關(guān)于“勇氣”和“機(jī)遇”兩輛火星車(chē)的新聞。直到2019年，我的孩子已經(jīng)6歲，當(dāng)看到世界各國(guó)正在進(jìn)行探月活動(dòng)的新聞報(bào)道時(shí)，他都會(huì)嘟囔一句：“美國(guó)的火星車(chē)在我出生之前就已經(jīng)登上火星了?！蔽乙埠荏@訝美國(guó)火星車(chē)的壽命為什么這么長(zhǎng)，而在十幾年中陸陸續(xù)續(xù)的各種挫折、事故以及科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，令我印象最為深刻的當(dāng)屬——“機(jī)遇號(hào)”為人類(lèi)提供了豐富的證據(jù)來(lái)支持探索火星的主要目標(biāo)：搜尋和描繪了具有水流動(dòng)過(guò)的痕跡的大范圍巖石和土壤。簡(jiǎn)單地說(shuō)，“機(jī)遇號(hào)”和“勇氣號(hào)”發(fā)現(xiàn)了火星上曾經(jīng)有液態(tài)水存在的一些證據(jù)。而這對(duì)人類(lèi)未來(lái)深入探索火星，甚至尚處于科幻狀態(tài)的移民火星構(gòu)想都有著積極的影響。

初抵火星

時(shí)間回溯到2004年。

在“持久力”隕石坑中的“機(jī)遇號(hào)”（基于實(shí)際環(huán)境的電腦模擬圖）。

2004年1月25日，剛剛在火星表面著陸成功的美國(guó)“機(jī)遇號(hào)”火星車(chē)在著陸后的第一個(gè)清晨，便成功向地面發(fā)回了首批火星表面的照片。如此“快節(jié)奏”的工作方式令地面控制人員又驚又喜，紛紛鼓掌相慶。與此前降落火星的“勇氣號(hào)”相比，“機(jī)遇號(hào)”的著陸地點(diǎn)位于火星的另外一側(cè)，所以給科學(xué)家提供了全新的觀測(cè)機(jī)會(huì)。從照片上看，著陸點(diǎn)附近的火星表面平坦黑暗，少數(shù)地方略有起伏。同時(shí)，為確?！皺C(jī)遇號(hào)”著陸成功而釋放的氣囊所留下的痕跡也清晰可見(jiàn)。不過(guò)，由于這個(gè)探測(cè)器的著陸地點(diǎn)實(shí)在“荒涼”，美國(guó)專(zhuān)家一時(shí)不知道自己“正在觀測(cè)的到底是什么環(huán)境”。

“機(jī)遇號(hào)”著陸的“梅里迪亞尼平面”區(qū)域可能富含赤鐵礦，這種礦物通常在有液態(tài)水的環(huán)境下生成。比“機(jī)遇號(hào)”稍早抵達(dá)火星的“勇氣號(hào)”當(dāng)時(shí)由于不明原因的軟硬件故障而一度“癱瘓”，令科學(xué)家們對(duì)其能否最終完成探測(cè)使命感到擔(dān)憂。參與這一項(xiàng)目的康奈爾大學(xué)地質(zhì)學(xué)家說(shuō)：“當(dāng)初設(shè)計(jì)‘機(jī)遇號(hào)的部分原因就是一旦‘勇氣號(hào)發(fā)生故障，我們還可以有第二次機(jī)會(huì)抵達(dá)火星?！辈贿^(guò)值得慶幸的是，“勇氣號(hào)”最終也在火星上探索了5年之久，直到2011年3月22日，NASA最后一次聯(lián)絡(luò)上“勇氣號(hào)”后，在同年5月24日宣布“勇氣號(hào)”任務(wù)結(jié)束。

誰(shuí)在為“機(jī)遇號(hào)”拂塵？

在“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”登陸火星已經(jīng)快一年的時(shí)候，美國(guó)國(guó)家航空航天局的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特別神秘、奇怪的現(xiàn)象：兩部火星車(chē)同在火星探測(cè)，但是，“機(jī)遇號(hào)”總能保持車(chē)身干凈，“勇氣號(hào)”上則落了不少灰塵。著名科普雜志《新科學(xué)家》在2004年12月21日刊文說(shuō)：“某些東西，或者是某個(gè)人，每到火星夜晚降臨的時(shí)候，就會(huì)把‘機(jī)遇號(hào)太陽(yáng)能電池板上的灰塵擦掉。”

“機(jī)遇號(hào)”登陸火星的“包裝盒”。四面體結(jié)構(gòu)，通過(guò)外部的氣囊緩沖著陸時(shí)的沖擊。

不管這一清潔過(guò)程到底是怎么樣的，這種神秘現(xiàn)象都在火星上的夜間發(fā)生。因?yàn)樵?004年6月到12月之間，至少有4次“機(jī)遇號(hào)”的電力輸出量在一夜之間突然增加了5%。最初，NASA的火星探測(cè)隊(duì)伍推測(cè)，是火星上的風(fēng)把灰塵吹掉了。但是，這種估計(jì)不是很有依據(jù)，因?yàn)槿绻@樣的話，“勇氣號(hào)”的車(chē)身也應(yīng)該不臟。為什么只有“機(jī)遇號(hào)”有這種“奇怪的待遇”，科學(xué)家推測(cè)了幾種原因，一種原因與兩部火星車(chē)的探測(cè)任務(wù)有關(guān)，但是都沒(méi)有最終證實(shí)。截至2004年12月前，“勇氣號(hào)”在火星上東北方一處名為“哥倫比亞”群山的地方探測(cè)，而“機(jī)遇號(hào)”則在東南方一個(gè)名為“持久力”的隕石坑探測(cè)坑壁。由于“機(jī)遇號(hào)”必須花很多時(shí)間攀爬坑壁，而這時(shí)太陽(yáng)能電池板處于傾斜狀態(tài)，上面的灰塵可能因此被震落。還有一種可能則是，“持久力”隕石坑的坑口形狀特殊，或許有助于形成火星上的“沙塵暴”，或者其它某種形式的強(qiáng)風(fēng)，能夠?qū)ⅰ皺C(jī)遇號(hào)”太陽(yáng)能電池板上的灰塵吹落。

隨著“機(jī)遇號(hào)”離開(kāi)“持久力”隕石坑，這種電能輸出量突然增加的情況便幾乎沒(méi)有發(fā)生。這似乎證實(shí)了科學(xué)家們的猜測(cè)，原來(lái)隕石坑就是答案的關(guān)鍵所在，特殊的地形使“機(jī)遇號(hào)”在爬坡產(chǎn)生的震動(dòng)和夜晚的強(qiáng)風(fēng)，幫“機(jī)遇號(hào)”拂去了落在身上的灰塵。

火星曾經(jīng)有海洋

同樣是“機(jī)遇號(hào)”的發(fā)現(xiàn)，2004年3月24日，NASA的科學(xué)家宣布，“機(jī)遇號(hào)”火星探測(cè)器正從火星上一個(gè)遠(yuǎn)古海洋的海岸邊向地球發(fā)送信息。負(fù)責(zé)“機(jī)遇號(hào)”和“勇氣號(hào)”探測(cè)工作的調(diào)查人員史蒂夫.斯克雷斯（Steve Squyres）說(shuō)：“我們認(rèn)為‘機(jī)遇號(hào)現(xiàn)在所處的位置以前曾是火星上一個(gè)鹽水海洋的海岸線?！?/p>

在一份名為“機(jī)遇號(hào)抵達(dá)海岸”的報(bào)告文件中，斯克雷斯和其他科學(xué)家強(qiáng)調(diào)稱(chēng)，經(jīng)過(guò)他們的研究，確定在一個(gè)火星坑邊發(fā)現(xiàn)的巖石是一個(gè)水成巖，不但巖石被水浸透，而且它們是按照流水的作用排列的。他說(shuō)：“這里曾是一個(gè)適于生命居住的環(huán)境，是一個(gè)鹽水平原”。但是當(dāng)被問(wèn)到這是否就是火星上有過(guò)生命的證據(jù)時(shí)，斯克雷斯卻認(rèn)為還不可能找到微生物的化石。

2003年，德?tīng)査蛑匦突鸺钶d“機(jī)遇號(hào)”火星車(chē)從卡納維拉爾角17B發(fā)射臺(tái)起飛。

這僅僅是在“機(jī)遇號(hào)”登陸火星的兩個(gè)月后，NASA便宣布在火星上找到了有水的證據(jù)?，F(xiàn)在，人們通過(guò)對(duì)探測(cè)器搜集的巖石進(jìn)行分析之后，找到了火星上有液態(tài)水流動(dòng)過(guò)的確切證據(jù)。NASA負(fù)責(zé)航天科學(xué)的副局長(zhǎng)埃德·威勒（Ed Weiler）則指出，火星上的海洋正是尋找火星化石的很好所在。科學(xué)家們目前還不知道這個(gè)海洋的大小如何，有多深或是如何形成的。即使這樣，這一發(fā)現(xiàn)也可謂是火星探測(cè)器取得的重大成就之一。從理論上講，如果火星上有水存在，就應(yīng)該有可能存在過(guò)生物。而在“機(jī)遇號(hào)”漫長(zhǎng)的火星探索任務(wù)中，還有太多驚喜在等待著人們的發(fā)現(xiàn)。

去隕石坑探險(xiǎn)

有時(shí)候，我們可以將火星車(chē)的任務(wù)理解成——去探索一個(gè)又—個(gè)的隕石坑?！皺C(jī)遇號(hào)”也不例外。

“維多利亞”隕石坑是一個(gè)距離“機(jī)遇號(hào)”登陸地點(diǎn)約7千米的沖擊坑。這個(gè)隕石坑是巨大撞擊后產(chǎn)生的，直徑大約800米左右，深度大約為70米?？茖W(xué)家相信“維多利亞”隕石坑就像是一部天然的地質(zhì)史書(shū)，坑壁上的裸露巖石可以提供更多有關(guān)火星地質(zhì)歷史的資訊。

在第951個(gè)任務(wù)日（2006年9月26日），“機(jī)遇號(hào)”到達(dá)了“維多利亞”隕石坑的邊緣，并傳送了第一張“維多利亞”隕石坑的真實(shí)照片，其中包括坑底的沙丘。火星偵查軌道器也照下了“機(jī)遇號(hào)”位于坑邊的照片。

“機(jī)遇號(hào)”的全景攝像頭自2006年9月28日以來(lái)拍攝的高清晰度彩色照片揭示了以前沒(méi)有見(jiàn)到的巖層，這些巖層說(shuō)明火星的環(huán)境發(fā)生過(guò)變化。進(jìn)坑之后，“機(jī)遇號(hào)”利用機(jī)械臂上的探測(cè)工具，對(duì)坑內(nèi)一些裸露的古老巖層進(jìn)行了勘測(cè)，分析巖層的成分和紋理等。它隨后又行駛到坑內(nèi)一處名為“佛得角”的巖壁底部，為高達(dá)6米多的巖層拍照。科學(xué)家們分析了“機(jī)遇號(hào)”發(fā)回的各種信息后認(rèn)為，“維多利亞”坑內(nèi)沉積巖的面貌是遠(yuǎn)古風(fēng)化作用造成的，后來(lái)又因地下水沖刷而有所改變。火星車(chē)項(xiàng)目科學(xué)家布魯斯·巴內(nèi)特說(shuō)：“我們把進(jìn)坑后想做的事情都做完了，而且超額完成了任務(wù)?！?/p>

“維多利亞”隕石坑是“機(jī)遇號(hào)”深入探索的第一個(gè)隕石坑，之后，它還探索了“努力”隕石坑，并在該隕石坑邊緣發(fā)現(xiàn)了含逆葉硅酸鹽的巖石，這種巖石比此前發(fā)現(xiàn)的各種巖石更適宜生命的存在。

在“機(jī)遇號(hào)”抵達(dá)“圣瑪麗亞”隕石坑的邊緣后，控制小組讓它轉(zhuǎn)向隕石坑的東南方邊緣搜集資料?？刂菩〗M也對(duì)于2011年初，太陽(yáng)即將位于地球和火星兩者之間而導(dǎo)致的通訊中斷——“太陽(yáng)會(huì)合現(xiàn)象”做了準(zhǔn)備。

2011年1月4日，“機(jī)遇號(hào)”繼續(xù)使用光譜分析儀對(duì)“圣瑪利亞”隕石坑進(jìn)行探索，測(cè)定了隕石坑附近巖石和沙土的成分。截至這個(gè)時(shí)候，“機(jī)遇號(hào)”已經(jīng)在火星地表總共行走了約26.56千米。

2015年是“機(jī)遇號(hào)”登陸火星的第十一年。在這一年的3月24日，“機(jī)遇號(hào)”的行駛里程達(dá)到了42.195千米，完成了歷時(shí)十一年的“火星馬拉松”。而“機(jī)遇號(hào)”此時(shí)所處的位置也被命名為“馬拉松谷”。4月25日，“機(jī)遇號(hào)”已經(jīng)運(yùn)行了超過(guò)4000個(gè)太陽(yáng)日，并在5月13日進(jìn)入馬拉松谷附近的“圣路易斯精神”隕石坑進(jìn)行調(diào)查。

一直走下去

在接下來(lái)的幾年里，“機(jī)遇號(hào)”繼續(xù)默默地走著。相比剛剛登陸火星時(shí)，任何一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)都會(huì)引來(lái)無(wú)數(shù)人的關(guān)注，在2015年之后，“機(jī)遇號(hào)”在火星上的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不能引起廣泛的關(guān)注了，但它卻一直保持著活躍狀態(tài)。2018年1月23日，任務(wù)團(tuán)隊(duì)向“機(jī)遇號(hào)”上傳了最新的飛控軟件，并在1月末進(jìn)行飛控軟件更新。201 8年5月15日，那是“機(jī)遇號(hào)”的第5 086個(gè)火星日，此時(shí)它已經(jīng)行駛了45.16千米，成為人類(lèi)在外星球上移動(dòng)距離最遠(yuǎn)的探測(cè)器。

2018年5月30日，火星偵察軌道器發(fā)現(xiàn)沙塵暴在“機(jī)遇號(hào)”附近產(chǎn)生。6月12日，人們?cè)噲D聯(lián)系“機(jī)遇號(hào)”探測(cè)車(chē)，但沒(méi)有成功，任務(wù)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為車(chē)載電池中的電量已經(jīng)降至24伏（22瓦）以下，漫游車(chē)進(jìn)入低功率模式。截止到2018年11月7日，自當(dāng)年6月10日訊號(hào)丟失后，任務(wù)團(tuán)隊(duì)已發(fā)送了253個(gè)恢復(fù)命令，但卻沒(méi)有聽(tīng)到來(lái)自“機(jī)遇號(hào)”的訊號(hào)。

“機(jī)遇號(hào)”的失聯(lián)主要原因是那場(chǎng)席卷全球的火星沙塵暴，雖然人們都希望2019年1月火星的大風(fēng)季節(jié)能吹去落在“機(jī)遇號(hào)”太陽(yáng)能電池板上的塵土，但要知道，“機(jī)遇號(hào)”在火星巡游的15年時(shí)間里，還遭遇了很多挫折——右前輪在2010年出現(xiàn)問(wèn)題;機(jī)械臂的誤差不斷累積;好幾個(gè)科學(xué)分析儀器早已耗盡使用壽命等等，此時(shí)的“機(jī)遇號(hào)”像一位年邁的老人。

2019年2月13日，NASA召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)指出，NASA自“機(jī)遇號(hào)”在2018年6月失聯(lián)后，曾嘗試聯(lián)絡(luò)超過(guò)1000次沒(méi)有回應(yīng)，于2019年2月12日進(jìn)行最后通訊嘗試，亦以失敗告終，并宣布“初遇號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)結(jié)束。

這是一場(chǎng)成功的結(jié)束，“機(jī)遇號(hào)”表明我們可以在火星表面操縱一個(gè)探測(cè)器長(zhǎng)達(dá)15年?！盎鹦翘綔y(cè)器”計(jì)劃為人類(lèi)留下了巨大的科技遺產(chǎn)。

一次超乎預(yù)料的探索

“機(jī)遇號(hào)”以超過(guò)原計(jì)劃任務(wù)時(shí)長(zhǎng)50倍的紀(jì)錄，成為了人類(lèi)在地外星球行走、工作時(shí)間最長(zhǎng)的探測(cè)器。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室主任邁克爾·沃特金斯表示：“‘機(jī)遇號(hào)走了，但它給我們留下了豐富的遺產(chǎn)”。NASA和科研部門(mén)其他官員則評(píng)價(jià)“機(jī)遇號(hào)”是“機(jī)器人地質(zhì)學(xué)家”和“英雄”，并認(rèn)為在與它告別的這一天，應(yīng)該回顧這個(gè)標(biāo)志性火星機(jī)器人的成就。“機(jī)遇號(hào)”和它的雙胞胎姐妹“勇氣號(hào)”（2011年5月結(jié)束任務(wù)）在很多方面都是先驅(qū)，它們是第一批深入探測(cè)火星的機(jī)器人，向人類(lèi)展示了很多過(guò)去不知道的有關(guān)火星的知識(shí)，例如火星是個(gè)灰色的而不是紅色的星球，因?yàn)閽叱龓r石上覆蓋的紅色粉塵之后，下面的地表是灰色的;它們最早在另一個(gè)星球上探測(cè)到隕石;它們最早確定火星表面上的巖石、礦物和土壤的成分和分布狀況;特別是它們最早證明火星在幾十億年前曾經(jīng)是宜居星球，其表面存在穩(wěn)定的液態(tài)水。

NASA局長(zhǎng)吉姆·布里登斯坦表示：“正是因?yàn)橛辛讼瘛畽C(jī)遇號(hào)這樣的先行者，未來(lái)人類(lèi)宇航員踏足火星才有了可能?！彼f(shuō)：“當(dāng)那一天真的來(lái)臨時(shí)，人類(lèi)踏足火星所留下的第一個(gè)腳印，其中一部分將屬于那些為‘機(jī)遇號(hào)項(xiàng)目辛勤工作的人們，以及他們所制造的那輛在火星上披荊斬棘，一路前行，為科學(xué)發(fā)現(xiàn)做出重大貢獻(xiàn)的小小火星車(chē)?！?/p>

接替“機(jī)遇號(hào)”和“勇氣號(hào)”的新一代機(jī)器人車(chē)輛擁有更加高級(jí)的設(shè)備來(lái)探測(cè)火星。隨著“機(jī)遇號(hào)”的“死亡”，目前仍在火星上工作的探測(cè)車(chē)只剩下NASA的“好奇號(hào)”，這臺(tái)攜帶著迄今為止被人類(lèi)送往火星最專(zhuān)業(yè)和先進(jìn)儀器的火星探測(cè)器，將接替“勇氣”和“機(jī)遇”兩兄弟，繼續(xù)幫助人類(lèi)了解火星，認(rèn)識(shí)火星。

責(zé)任編輯：陳肖