南極與科學(xué)的“相愛相殺”

眾所周知，南極是天然的科學(xué)研究寶庫。與此同時，南極的極端條件給使用獨一無二的精密儀器的研究人員帶來了特殊挑戰(zhàn)。

一輛雪地摩托正在南極牽引靈敏的設(shè)備

200年南極探險的“魔咒”

2020年1月初，正值人類紀(jì)念發(fā)現(xiàn)南極大陸200周年之際，開著雪地摩托的科學(xué)家在鉆石般堅硬的南極冰面上滑行，車尾拖著一連串金屬探測器。研究人員希望在這片冰凍的荒蕪之地下，找到假想中蘊藏的富鐵隕石——古代小行星和可能存在的行星殘留物。

但是，南極冰面的堅硬程度令人意外，導(dǎo)致這一連串設(shè)備自行破成碎片。零件被切斷，電路很快變得不穩(wěn)定，出現(xiàn)了多個故障點。在南極大陸“外側(cè)隕石回收冰原”探測的第18天，探測設(shè)備徹底崩潰了。所有備用金屬探測器都已使用過了，無法再修復(fù)設(shè)備了。

英國曼徹斯特大學(xué)電氣工程師沃特·范韋爾（Wouter van-Verre）說：“設(shè)備損壞是振動導(dǎo)致的，但也是上千次的切割冰塊造成的?！?/p>

這樣的事例比比皆是。南極科學(xué)探索歷史上充滿了悲慘的故事，探索南極大陸最早的一批探險家中有很多人喪生。美國愛達荷大學(xué)南極歷史學(xué)家丹妮拉·麥卡希（Daniella McCahey）表示，盡管技術(shù)進步和不斷完善的安全規(guī)則極大降低了南極探險家的探索風(fēng)險，但是“凍結(jié)”科學(xué)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備故障仍然一直存在。這似乎已成為人類探險腳步踏足南極大陸這片“生命禁區(qū)”200年來屢屢遭遇的“魔咒”。

當(dāng)重要設(shè)備部件失靈時，通常只能采用“馬蓋先式”的工程解決方案來繼續(xù)研究工作，否則研究項目就只能不了了之，至于是否能獲得更多的科學(xué)發(fā)現(xiàn)也就未可知了。（馬蓋先是美國系列影視作品《百戰(zhàn)天龍》的男主角，是一個智勇雙全的現(xiàn)代英雄，他知識廣博、機智過人，擅長用普通生活用品作為工具，幫助自己和拍檔擺脫困境，化解種種危機，常常是一把小刀走天下，還有一套特立獨行的“馬蓋先主義”論調(diào)。）

雪地巡航車就是早期產(chǎn)生設(shè)備故障的例子。它建造于1939年，重達37噸，是當(dāng)時美國芝加哥制造業(yè)的驕傲。它的設(shè)計目標(biāo)是在危險重重的南極地形上輕松滑行，使船上人員可以隨時隨地開展科學(xué)觀測。但是到達南極后，它巨大又過于光滑的輪胎卻無法驅(qū)動這個龐然大物在冰面上行進多遠。最終，在遭遇一場特大暴風(fēng)雪后，它被遺棄在皚皚白雪堆成的墳?zāi)估铩?/p>

1939年停泊在美國波士頓港的“北極星”號科考船，它裝載著雪地巡航車即將駛向南極。因巡航車體積龐大，還伸出了港口貨運軌道

但是，相對簡單的技術(shù)也容易受到南極惡劣環(huán)境的影響：在1957—1958年英聯(lián)邦橫穿南極大陸探險中，探險家們的手表就失靈了，而在南極，手表是至關(guān)重要的計時工具。

盡人事聽天命

20世紀(jì)90年代中期，美國康奈爾大學(xué)的天文學(xué)家詹姆斯·勞埃德（James Lloyd）曾在南極阿蒙森-斯科特站待了兩年。他深有感觸：“讓人類機器正常運轉(zhuǎn)顯然要比讓物理機器正常運轉(zhuǎn)容易得多?！?/p>

準(zhǔn)備工作只能做到這種程度：你可以在實驗室或類似南極的荒野中盡可能地多做技術(shù)測試。上文所述那些鐵隕石搜索者們在實驗室和模擬環(huán)境中都做了測試，甚至在南極大陸的一小片地方進行了成功的試運行。但是，“除非你在最終的研究地點上真正嘗試，”麥卡希博士說，“否則你就不知道設(shè)備將如何工作。”

“我向你保證，在南極找不出一個研究項目的設(shè)備是可以完美運行的?！泵绹屏_拉多礦業(yè)學(xué)院冰川學(xué)家馬修·齊格弗里德（Matthew Siegfried）斷言。

在冰冷的世界之極，沒有配備大量裝備的重型補給站，因此，探險隊會攜帶盡可能多的備件飛往南極。曼徹斯特大學(xué)電氣工程師利亞姆·馬什（Liam Marsh）說：“這全副武裝的架勢跟太空探索者的裝備也相差無幾了?！?/p>

在南極維修設(shè)備之體驗

齊格弗里德博士回憶，有一次他開著雪地摩托從基地前往45英里外的一個偏遠的導(dǎo)航站，當(dāng)時他攜帶了燃料罐。當(dāng)他停下來加油時，才意識到用來給雪地摩托加氣的手動泵輸氣管不見了，迫使他把工具箱中的其他配件改裝成一個相當(dāng)混亂但十分有效的燃料傳輸系統(tǒng)。

范韋爾說，這種臨時搶修工作令人不愉快。你不得不將就惡劣的維修環(huán)境，很快就會想念坐在桌椅前維修設(shè)備的奢侈感覺。捯飭小零件時還得取下手套，雙手不得不暴露在令人痛苦的嚴寒中。

這樣的維修困境可能會產(chǎn)生令人后怕的驚魂時刻。美國新墨西哥州地質(zhì)和礦產(chǎn)資源局局長內(nèi)利亞·鄧巴（Nelia Dunbar）記得，他在雪地摩托傳動鏈突然斷裂后，將其帶回營地的情景。在維修過程中，雪地摩托突然“復(fù)活”，開足馬力倒轉(zhuǎn)過來，橫沖直撞，險些撕毀了他團隊的帳篷。

探險家在南極冰面上修理鐵隕石探測器

令人啼笑皆非的南極惡作劇

即便使用功能完善的設(shè)備，南極的“惡意”也可以施展得富有創(chuàng)造性。美國阿拉斯加大學(xué)費爾班克斯分校的海洋學(xué)家漢克·斯塔斯威奇（Hank Statscewich）于2014年探訪了南極大陸，研究生物熱點附近的洋流。在那里，一座龐然大物般的冰山漂移所到之處粉碎了一切，最后不可思議地停在了他那小小的水下科學(xué)探測器之上，切斷了探測器與地面的聯(lián)系。

值得注意的是，幾個月后，支離破碎的探測器殘骸懶洋洋地浮出水面，它與冰山的“暴力遭遇”被科學(xué)儀器忠實記錄下來。斯塔斯威奇的經(jīng)歷是南極科考現(xiàn)實的縮影：許多人設(shè)法從技術(shù)滅頂之災(zāi)中恢復(fù)過來，其中就包括曼徹斯特的鐵隕石搜索者們。他們在南極探險中設(shè)法找到了100多個太空隕石，包括數(shù)個富含鐵的隕石。當(dāng)他們將探測設(shè)備的“尸體”拖回營地時發(fā)現(xiàn)了一顆隕石，并且在18天時間里收集了寶貴的數(shù)據(jù)。像之前每一次麻煩重重的探險一樣，他們的窘境變成了經(jīng)驗，降低了今后的探險遭受同樣挫折的可能性。

前事不忘，后事之師。可以預(yù)見，在南極結(jié)束對科學(xué)設(shè)備的肆意破壞還需要很長時間。

“南極是一個無情的環(huán)境，”英國格拉斯哥大學(xué)空間系統(tǒng)工程專家帕特里克·哈克尼斯（Patrick Harkness）說，“如果你在準(zhǔn)備過程中犯了任何錯誤，在南極就會暴露無遺，遲早要吃苦頭?！?/p>

資料來源 The New York Times