|
作者：本刊记者 王玲 来源： 发布时间：2012-9-24 15:36:1
| ||||
橘红色的火星在地球人眼中充满了神秘。
古希腊称之为战神，中国古代叫它“荧惑”，有“荧荧火光，离离乱惑”之意。即使到了现代，火星也是科幻小说家的宠儿，“火星人”、“火星语”令人遐想；科学家也对探索火星兴致勃勃；“移民火星”的人类梦想更是让人热血沸腾。
这颗直径为地球一半，质量为地球1/10的类地星球表面沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体，大气中的二氧化碳多达95%，大气压力不到地球平均大气压的1%，沙尘悬浮其中，常有席卷全球的尘暴发生。
然而这并不能阻挡地球人探索它的热情。
在过去的几十年里，苏联、美国、欧洲纷纷向火星发射探测器。虽然失败多于成功，但承载着人类梦想的“火星使者”仍然前仆后继地奔向火星。其中最新的探险者当属美国宇航局（NASA）的“好奇号”火星科学实验室（Mars Science Lab）。
“好奇号”的名字来自一个小女孩。早在几年前，NASA就向社会广泛征集这一探险者的名字。来自堪萨斯州小学的１２岁华裔学生马天琪（Ｃｌａｒａ Ｍａ）在NASA举办的为火星探测器命名的作文比赛中获得冠军，得以用“好奇”命名美国下一代火星探测器。
“好奇号”的个头超过了以往任何一个探测器：它长3米，宽2.8米，高达2.1米，轮直径为0.5米，重达899千克。此外“好奇号”还有着长达2.1米的“手臂”。
携带多达10个科研仪器的“好奇号”已经开始在火星上辛勤工作，不时向地球上的科学家汇报最新进展，甚至“聆听”地球上传来的歌声，再把歌声传回地球。
254天，飞越5.67亿公里
美国东部时间2012年8月6日凌晨1点31分，加州理工学院NASA喷气推进实验室里掌声雷动，在场的科学家无不为“好奇号”完美地按照计划登陆火星而欢呼雀跃。
在踏上火星的地面之前，“好奇号”已经在茫茫星际中旅行了长达254天。
时间退回美国东部时间2011年11月26日上午10：02。佛罗里达州卡纳维尔角空军基地一支火箭腾空而起，大地颤动，火光炫目，“好奇号”自此登上长达5.67亿公里的漫长旅程。
脱离地球引力后，“好奇号”的太空遨游正式开始了。它一边朝着火星的方向飞，一边以每分钟两周的转速绕着飞船的轴旋转，姿态优雅。
在太空中遨游的“好奇号”就像一只风筝，牵着它的是一束无形的电磁波。“好奇号”自身的天线和信号发射器通过7~8G赫兹的高频电磁波与地面上NASA的深空网络（Deep Space Network）进行“交流”。
这个庞大的国际天线网络由三处呈120度分布的深空通信设施组成：一处在美国加州的戈尔德斯通，位于巴斯托市附近的莫哈维沙漠之中；一处位于西班牙马德里附近；另一处位于澳大利亚的堪培拉附近。从起飞到着陆，“好奇号”的一举一动都尽收深空网络的“眼底”。
深空网络系统实时监测“好奇号”的身体健康情况，调整飞船上的太阳能电池帆板方向，也在必要的时候调整飞船的轨道，防止飞船“误入歧途”。
2012年1月12日，地面上的科学家第一次对“好奇号”的轨道作了微调。由于完美的表现，预期中的6次调整机会最终只用到了4次。
一路飞行的“好奇号”需要的大部分电能来自飞船的光伏电池阵列。这个总面积超过12.8平方米的光电转化帆板如果满负荷在地球上运行，发电功率高达2500瓦，轻松超过飞船用电需要。即使在“好奇号”接近火星离太阳最远的时候，电池阵列功率也至少能够达到1080瓦。
“好奇号”还携带了多任务热电发生器（MMRTG）提供充电，这个以4.8千克的钚-238氧化物为燃料的核电池能够为飞船提供电力供应，反应产生的能量使“好奇号”不至于在火星的寒夜里“冻僵”。
和核武器的反应不同，即使“好奇号”不幸撞上火星，MMRTG也不会发生爆炸，不会将有害物质泄露到火星表面。
“生死7分钟”
在抵达火星表面之前的45天，“好奇号”已经开始积极“热身”：预加热一些仪器元件，升级自控元件参数（降落过程需要“好奇号”自主控制），告知“好奇号”相对火星的位置等等。
当“好奇号”进入火星大气层的时候，它的速度高达5900米每秒，经过短短的7分钟之后，“好奇号”要着陆在火星表面，是非常大的挑战。
为了迎接“好奇号”的到来，NASA特意调整了围绕火星飞行的奥德赛（Odyssey)卫星的位置，“如果不对Odyssey的位置进行调整，‘好奇号’登陆两分钟后它才能抵达其上空，”NASA表示，“为了能够快点得到‘好奇号’登陆的消息，我们决定让Odyssey提前6分钟到达‘好奇号’着陆上空。”
Odyssey担此重任也不是没有原因。当“好奇号”落到火星表面时，地球相对于火星已经“落下”，“好奇号”自身发出的信号不能直接被地球深空网络接收；Odyssey已经在火星上空工作了11年，时间比其他的绕火星卫星都要长，很适合扮演信息中继站的角色。
经历了“生死7分钟”的“好奇号”终于平安降落在了位于火星赤道地带的盖尔陨石坑的底部，这个154千米宽的陨石坑大小与科威特相仿。
不辱使命的Odyssey立即将成功着陆信息传送至澳大利亚堪培拉的大型射电天线，当地球上的科学家在美国太平洋夏令时8月5日22：31确认时，距离“好奇号”踏上火星表面已经过去了13.8分钟。
“好奇号”抵达火星的第一件事情便是传回地球一张自己的“自拍”照——一只车轮，向世界宣告自己已经踏上火星的领土。
虽然和计划登陆地点稍有偏差，但还不至于妨碍“好奇号”的进一步工作。在接下来的日子里，“好奇号”不断向着目的地前进，那是陨坑附近的一座5500米高山，在此可能勘察到丰富的岩层。
正如它的名字一样，“好奇号”也在不停地探索沿途奥秘，拍摄沿途“风光”，不断地向地球上的人们反馈信息。
寻找生命
几乎没有科学家会期待“好奇号”在火星上发现活着的生物甚至是传说中的“火星人”。
“‘好奇号’登陆火星确实是令人振奋的事情，它的主要任务是分析火星土壤岩石中的元素，看看火星过去是否真的有生命存在，以及利用发现的物质和元素来理解火星的历史，”美国夏威夷大学天文研究所教授Nader Haghighipour说，“这对更进一步理解太阳系的水星和地球形成及历史很有意义。”
别名为“火星科学实验室”的“好奇号”比以往任何一个火星探测器的采样分析能力都要强，是迄今为止送往火星的最为专业和先进的仪器：“好奇号”的机械手臂备有钻头，可钻入岩石内部采集样本，并在机身内进行化验，在10分钟的快速检测中，能精确探知岩石中含量低至1.5%的成分。如果时间足够长，它就能够探测到含量在0.0001%的物质成分。
碳基化合物是“好奇号”寻找的重点物质之一，毕竟在地球上，碳基化合物是生命的基本组成物质，当然它对于硫、氯、溴等与盐的生成密切相关的物质敏感度特别高，可看出是否曾经与水发生过作用。
在Nader教授看来，如今在太阳系可居住地带外侧边缘的火星可能很久以前处于太阳系可居住地带。“太阳系可居住地带范围为何缩小，使火星变得不再适合生存，是一个很有意思的事情，这也是人们对于‘火星人’非常感兴趣的原因之一。”
火星过去非常有可能存在生命，这个现在变得不宜居的星球到底发生了什么，无疑是科学家们最为关注的。
NASA太空生物学研究所的Karen J. Meech博士对火星上的水很感兴趣，“要知道，水是我们已知生命所必需的物质，火星上的水是怎么来的？地球上的水是否和火星上的水来自同一地方？”
美国对于火星探测还有更大的雄心，期望2030年将宇航员送上火星，“好奇号”的职责也包括考察火星环境，为下次的载人任务提供准备。“但在火星上真正生活还是很困难的，要知道火星上还没有资源，从地球上带上生存必需物资不论是技术上还是资金上都难以承受。”Nader 感叹。
火星只是人类探索外太空的一个节点，“或许在我们的有生之年能够发现外星生物的信号，可能他们和我们相反，只利用右旋氨基酸来组成生命，或者是我们想象不到的存在形式，”Karen说，“毕竟我们只熟悉与我们类似的生命形式，我们只能依据我们的常识来寻找生命。”■
《科学新闻》 (科学新闻2012年第9期 文化)
|
||||
| 发E-mail给： | ||||
|
| 打印 | 评论 |
| ||||
