? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 航天時(shí)代?火星探索?勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)的火星之旅
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2021-06-25? ?青野云麓? ?
一九七七年，在康奈爾大學(xué)克拉克大廳一間被稱為火星屋的房間中，凌亂地堆放著一卷卷的照相紙，研究生史蒂夫斯奎爾斯隨意的就打開了其中的一卷，他想趕快看完，應(yīng)付這次的作業(yè)。但是當(dāng)他看到照相紙中的圖像的時(shí)候啊，瞬間就被這些奇異的景象所吸引了。之后連續(xù)四個(gè)多小時(shí)，他都像著了魔一樣，整個(gè)人都撲在了一張又一張的照片上。這是一些什么照片呢？他們是海盜號(hào)傳回來(lái)的火星景觀圖像，多年以后啊他還在回味。這個(gè)改變他人生軌跡的一天。在將近三十年后，史蒂夫斯奎爾斯已經(jīng)成為了火星探索漫游者，也就是M12任務(wù)的首席科學(xué)家。
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正是這一顆探測(cè)器對(duì)火星的探索，促成了另外一對(duì)孿生漫游器，也就是著名的勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)的誕生。你可能想象不到啊，人類在二十世紀(jì)末的時(shí)候就已經(jīng)對(duì)火星的景觀是了如指掌了，甚至呢還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了對(duì)月球的了解。當(dāng)然，這些成就呢都?xì)w功于水手號(hào)、海盜號(hào)以及火星全球勘測(cè)者等航天器的努力，他們?yōu)槲覀兣南铝嗽敱M的火星圖像。那么人類對(duì)于火星的下一步期待是什么呢？那當(dāng)然就是尋找生命。NASA在火星上尋找生命的重要戰(zhàn)略就是追蹤水。即使火星表面現(xiàn)在沒(méi)有水，但過(guò)去仍然可能存在水，尤其是能夠支持生命的水。而我們本期節(jié)目的主角勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)的任務(wù)也正是如此。讓設(shè)計(jì)者大吃一驚的是，雖然預(yù)計(jì)壽命都只有九十天，但勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)都大大地突破了這個(gè)工作期限。他們像兩個(gè)機(jī)器人地質(zhì)學(xué)家勇敢地穿行。在險(xiǎn)惡的火星地表長(zhǎng)達(dá)十多年，他們的探險(xiǎn)故事的精彩程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)者最初的想象，他們探險(xiǎn)的過(guò)程和遭遇也成為了傳奇的一部分，為人們所津津樂(lè)道。二零零四年一月四日，在旅行了七個(gè)月，穿行了四點(diǎn)八億公里之后，勇氣號(hào)以一萬(wàn)九千二百公里的時(shí)速，也就是大約十六倍升速的速度闖入了火星大氣，隨后而來(lái)的是恐怖六分鐘。飛船迎面貼近火星，上層空氣被迅速地加熱，在離地面大約八公里的地方啊，它的降落傘張開反推，引擎啟動(dòng)，減慢了著陸器的下降速度。隨后呢有趣的畫面出現(xiàn)了勇氣號(hào)的四面，每一面都彈出六個(gè)巨大的氣囊，這些氣囊是緊緊的包裹住了勇氣號(hào)。就像是一串長(zhǎng)成了三角粽子形狀的巨大的葡萄，它撞向地面又反彈起來(lái)。在落地反彈了十多次之后，勇氣號(hào)終于在四百多米開外的地方停了下來(lái)，成功地著陸在了谷謝夫環(huán)形山。在帕薩迪納的控制室里，有兩百多位科學(xué)家、工程師和拉薩的官員們熱烈地歡呼了起來(lái)。
三周之后，機(jī)遇號(hào)在火星的另一邊子午平原也成功地著陸了，他直接彈進(jìn)了一個(gè)環(huán)形山，被科學(xué)家們開心地稱為一桿進(jìn)洞。這兩個(gè)初來(lái)乍到的機(jī)器人地質(zhì)學(xué)家即將開始他們的探險(xiǎn)之旅，這真是一件讓人激動(dòng)萬(wàn)分的事情。在出發(fā)之前，我們先來(lái)看一下他們攜帶的裝備都是些什么。如果你是一位野外地質(zhì)學(xué)家，那么你身上最有用的那肯定就是眼睛了。對(duì)于火星地質(zhì)學(xué)家來(lái)說(shuō)那尤為如此。因?yàn)榛鹦强諝夥浅５南”?，聽覺(jué)和味覺(jué)啊都基本上用不上，視覺(jué)才是最為關(guān)鍵的感知途徑。漫游器的眼睛就位于它的桅桿的頂部，像螃蟹的眼睛一樣長(zhǎng)長(zhǎng)的伸了出來(lái)，離地面啊大約有一點(diǎn)五米，它可以三百六十度的旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)相機(jī)可以互相配合形成立體圖像。他們都擁有一千六百萬(wàn)像素，每一個(gè)都只有二百五十克左右，可以輕松地放在我們的一只手掌上。對(duì)于地質(zhì)學(xué)家來(lái)說(shuō)啊，一雙靈活有力的手臂也很重要。勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)都是獨(dú)臂英雄，但這個(gè)手臂功能十分的強(qiáng)悍，它擁有一種一萬(wàn)和四種運(yùn)動(dòng)模式，并且每個(gè)圈中都握有一個(gè)小相機(jī)，就像地質(zhì)學(xué)家手持放大鏡一樣。當(dāng)然趁手的錘子啊那也是必不可少的。他們的手臂上還配備了一個(gè)名叫RAT的設(shè)備，這個(gè)RAT啊是一種強(qiáng)有力的、內(nèi)嵌有鉆石的巖石粘膜器，即使面對(duì)是最堅(jiān)硬的火山巖石，也可以在兩小時(shí)的時(shí)間內(nèi)磨出一個(gè)寬五厘米、深零點(diǎn)五厘米的洞。勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)都各有六個(gè)輪子，每個(gè)輪子都有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置，這就能夠讓他們靈活地應(yīng)對(duì)火星的各種地形。
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要知道，對(duì)于一個(gè)遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)數(shù)百公里之外的昂貴的漫游器來(lái)說(shuō)，最糟糕的情況就是摔個(gè)四腳朝天了。一旦這種情況發(fā)生，他們很可能在瞬間就變成一堆動(dòng)不了的廢鐵。漫游器在平地上的最高速度是每秒五厘米左右，也就是一分鐘它才能緩慢地挪動(dòng)三米的樣子。再加上避險(xiǎn)軟件要求漫游器每隔幾秒就要停一次，所以他們的速度呢就更慢了。那要是在地球上啊，蝸牛真的就比他們爬的還要快。就這樣，準(zhǔn)備就緒的勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)終于要以蝸牛的速度出發(fā)了。然而接下來(lái)的旅程很快就讓他們意識(shí)到選擇有多么重要。雖然勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)在硬件上都是相同的，但是他們所處的不同環(huán)境，卻給這兩個(gè)漫游器帶來(lái)了截然相反的同命運(yùn)。一個(gè)相當(dāng)于是給了糖，另一個(gè)相當(dāng)于是給了當(dāng)頭一棒。機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)就變成了幸運(yùn)的機(jī)遇號(hào)和無(wú)謂的勇氣號(hào)。那從這個(gè)昵稱你就可以看出來(lái)，他們各自的命運(yùn)有多么富有戲劇性和不同。一桿進(jìn)洞之后，機(jī)遇號(hào)的精彩生活就開始了。
剛剛著陸，他就在旁邊的石塊上發(fā)現(xiàn)了曾經(jīng)有水存在過(guò)的痕跡，他被派去檢查自己的熱防護(hù)罩，結(jié)果呢在路上就意外地發(fā)現(xiàn)了一個(gè)籃球大小的鐵鎳隕石，于是第一次在另一個(gè)星球上發(fā)現(xiàn)隕石的殊榮就這樣輕松拿下。幸運(yùn)還不止于此，二零零七年火星上的一次令人窒息的沙塵暴，遮蔽了百分之九十九的陽(yáng)光，太陽(yáng)能面板是塵埃密布，電力低到了極限而大難不死，必有后福在幾次風(fēng)力的清洗之后，這顆漫游器竟然是滿血復(fù)活了，就像是有一個(gè)灰塵妖精把太陽(yáng)能面板上的灰塵全部給清掃得干干凈凈了。而到了二零一一年，他又在奮進(jìn)環(huán)青山邊緣的一個(gè)路途上，發(fā)現(xiàn)了新的富集區(qū)，還有一個(gè)含水流酸鈣的明亮顏脈。這些發(fā)現(xiàn)就被斯科爾斯稱為我們?cè)诎四甑奶剿魇分邪l(fā)現(xiàn)的存在有液態(tài)水的最明確的證據(jù)。直到二零一九年，幸運(yùn)的機(jī)遇號(hào)才落幕，這時(shí)候他已經(jīng)在火星上整整工作了十五年。與機(jī)遇號(hào)相比起來(lái)呢，勇氣號(hào)的命運(yùn)那就坎坷得多了。用一句現(xiàn)在流行的話來(lái)說(shuō)，就是講起來(lái)都是淚。勇氣號(hào)的第一次災(zāi)難在著陸之后不到三周的時(shí)間就發(fā)生了。它突然停止了與任務(wù)控制系統(tǒng)的對(duì)話，陷入到了重啟的死循環(huán)中。其實(shí)也就是在重啟的時(shí)候發(fā)生了一個(gè)錯(cuò)誤，這個(gè)過(guò)程不得不一次次地循環(huán)下去，幸好呢最后發(fā)現(xiàn)了肇事者原來(lái)是閃存的問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)仔細(xì)處理之后呢，終于科學(xué)家們解決了這個(gè)問(wèn)題。軟件出錯(cuò)之后，勇氣號(hào)的硬件也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。一個(gè)經(jīng)常出錯(cuò)的輪子給他帶來(lái)了不少的麻煩，但是任務(wù)還要執(zhí)行，他只能堅(jiān)強(qiáng)地爬上比自由女神像還要高的地方，用自己的小錘子，也就是RAT繼續(xù)的工作著。在鉆探的過(guò)程中呢，連金剛鉆頭都給磨壞了。二零零六年才抵達(dá)火星兩年的勇氣號(hào)的前輪就完全無(wú)法工作了，從此之后他就只能拖著那個(gè)沒(méi)用的輪子。一瘸一拐地在泥土中前行。又過(guò)了三年，勇氣號(hào)遭遇到了最致命的一次意外。在哥倫比亞山的山腳下，勇氣號(hào)在穿過(guò)一個(gè)暗色的土層的時(shí)候，他的身體左側(cè)陷入到了一種白色的松軟的沙中，這是一種沒(méi)有什么內(nèi)聚力的硫酸鐵，按理說(shuō)他困不住輪子，但事實(shí)上確實(shí)勇氣號(hào)真的就被困住了。二零零九年十一月二十一日，操控員發(fā)出一系列希望它能夠前進(jìn)五米的指令，但最終也只讓他挪動(dòng)了.25厘米，這就跟沒(méi)動(dòng)也沒(méi)有啥區(qū)別了。隨著系統(tǒng)逐漸老化，勇氣號(hào)又開始出現(xiàn)了記憶喪失的現(xiàn)象。二零一一年五月二十五日，在一千三百個(gè)指令都沒(méi)有收到答復(fù)之后，救援任務(wù)宣告結(jié)束，我們多病多災(zāi)的勇氣號(hào)也終于能夠徹底休息了。
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可能你已經(jīng)迫不及待地想知道勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)的工作成果到底有些什么了？他們倆呢？都是奔著水去的。那么他們到底有沒(méi)有一些重要的發(fā)現(xiàn)呢？我可以明確地告訴你，不但有發(fā)現(xiàn)，而且有非常多。剛剛到達(dá)火星的幾周，機(jī)遇號(hào)就已經(jīng)證明了子午高原曾經(jīng)是一個(gè)被水浸透了的平原，證據(jù)就是一塊從著陸點(diǎn)被拋出來(lái)的石頭，它被稱為酋長(zhǎng)檐，包含了許多有關(guān)水的歷史的信息。
機(jī)遇號(hào)還找到了許多的小硬石球，這些小硬石球就被稱為藍(lán)莓，他們有的散布于表面各處，有的聚集成鹽藍(lán)莓，由赤鐵礦組成，這是一種在地球上需要有水的存在才能形成的富鐵礦。后來(lái)機(jī)遇號(hào)又發(fā)現(xiàn)了一種被稱為皇家鐵礦的礦物，而在我們的地球上，也是只有在有酸性水存在的環(huán)境中，才能有這些礦物的出現(xiàn)。勇氣號(hào)也取得了很多類似的發(fā)現(xiàn)。在一塊名為科洛韋斯的石塊中，他發(fā)現(xiàn)了真鐵礦，而這種礦物在我們的地球上也是只有在有水的環(huán)境中才能形成。勇氣號(hào)還測(cè)量到一個(gè)土壤樣品中鹽的濃度非常高，那這也是存在水的間接證據(jù)。所有這些大大小小的證據(jù)綜合起來(lái)，就使得遠(yuǎn)古火星表面曾經(jīng)有水的觀點(diǎn)變得非常有說(shuō)服力?；鹦巧显?jīng)有水，這可能是一件聽起來(lái)讓人非常振奮的事情，但你可能不知道啊，這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)科學(xué)家們來(lái)說(shuō)還是挺頭疼的，因?yàn)樗鼛?lái)了更多尚待解決的疑難問(wèn)題。
這是因?yàn)榘』鹦潜砻嬖谑畠|年前溫暖濕潤(rùn)的觀點(diǎn)還得不到氣候模型和火星隕石證據(jù)的支持。不但得不到支持，似乎還互相矛盾。要知道火星的引力很小，它維持不了非常濃厚的大氣，而早期的太陽(yáng)也比現(xiàn)在更暗，需要溫室效應(yīng)至少高到六十五到七十?dāng)z氏度，才有可能讓火星的表面的水融化掉。而與此矛盾的是，雖然火星早期可能存在二氧化碳，但是這種大氣濃度也不太可能把溫度提升到那種程度，所以說(shuō)火星的氣候變化至今仍然是一個(gè)未解之謎。
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從一九六零年代末到一九七零年代初，登陸月球都是我們?nèi)祟悮v史上最偉大的冒險(xiǎn)故事?，F(xiàn)在仍然充滿謎團(tuán)的火星成為了我們?nèi)祟愊乱粋€(gè)偉大的登陸目標(biāo)。這不只是科學(xué)家的目標(biāo)，也是我們社會(huì)大眾的熱切期待。我國(guó)也在二零二零年七月成功的。發(fā)射了天文一號(hào)火星探測(cè)器。現(xiàn)在火星的熱度那是與日俱增，它是唯一能在最近有可能印上人類足跡的太陽(yáng)系大行星。正如斯奎爾斯所說(shuō)，勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)就是我們的替代物，我們的機(jī)器人先驅(qū)。而我也相信，終有一天，一定會(huì)有一位宇航員在谷謝夫環(huán)形山的車輪折上，踏上他靴子的印記，而我更希望那個(gè)印記上面有一面五星紅旗。