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二人麻将:成就斐然!美国太空总署的机遇号探测车在火星地表漫游超过14年后功成身退

在这张艺术家想象图中,美国航天总署(NASA)的火星探测车(Mars Exploration Rover)正在火星地表工作。 「精神号」(Spirit)和「机遇

在这张艺术家想象图中,美国航天总署(NASA)的火星探测车(Mars Exploration Rover)正在火星地表工作。 「精神号」(Spirit)和「机遇号」(Opportunity)这两辆完全相同的探测车在2003年发射前往火星,并在2004年1月先后降落在火星地表上的两个不同地点。ILLUSTRATION BY NASA, JPL/ CORNELL UNIVERSITY

机遇号探测车在2014年3月拍摄了这张自拍像。 季风会规律地将太阳能板上的灰尘吹拂干净。 PHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH/ CO

机遇号探测车在2014年3月拍摄了这张自拍像。 季风会规律地将太阳能板上的灰尘吹拂干净。 PHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH/ CORNELL UNIVERSITY /ARIZONA STATE UNIVERSITY

两名工程师站在喷射推进实验室所开发的三代火星车旁。 中间是1997年登陆的火星探测车旅居者号(Sojourner)的备用品;左侧是与精神号和机遇号同时生产的工程

两名工程师站在喷射推进实验室所开发的三代火星车旁。 中间是1997年登陆的火星探测车旅居者号(Sojourner)的备用品;左侧是与精神号和机遇号同时生产的工程样品;右侧则是下一代火星探测车好奇号(Curiosity)的测试样品。 PHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH

机遇号在前往坚忍撞击坑的途中,为自己的影子留下的纪念照,因此有了这张戏剧性的影像。 影像拍摄的日期是2004年7月26日,当时机遇号的火星之旅恰好达到原计划时程

机遇号在前往坚忍撞击坑的途中,为自己的影子留下的纪念照,因此有了这张戏剧性的影像。 影像拍摄的日期是2004年7月26日,当时机遇号的火星之旅恰好达到原计划时程──90个火星日的两倍。 PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH

2014年8月15日,机遇号在火星之旅的第3754个火星日,回望奋进陨石坑西侧的环形山,拍下疲惫的车轮碾压后的胎痕,纪念这趟前所未有的火星探测之旅。 PHOTO

2014年8月15日,机遇号在火星之旅的第3754个火星日,回望奋进陨石坑西侧的环形山,拍下疲惫的车轮碾压后的胎痕,纪念这趟前所未有的火星探测之旅。 PHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH/ CORNELL UNIVERSITY/ ARIZONA STATE UNIVERSITY

(神秘的地球www.vel2.com.cn报道)据美国国家地理(撰文:Michael Greshko 编译:邱彦纶):火星探测车「机遇号」功成身退,成就斐然!机遇号火星探测车的寿命比原本的计划延长了50倍之久,它不但在科学上带来突破性的进展,也启发了新的世代。

美国航天总署的机遇号探测车在火星地表漫游超过14年后,终于陷入沉寂,为这趟外星关键任务画下句点。

美国航天总署近日在加州帕萨迪纳市(Pasadena)喷射推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)举行的记者会上,正式向2004年1月25日登陆火星的机遇号探测车道别。 在它登陆火星的时候,Facebook和iPhone都还未诞生,有些目前负责此项计划的科学家甚至高中还没毕业呢! 这辆探测车在火星所待的时间不但破了纪录,行驶的距离超过45公里,还首度发现这颗红色星球的表面过去曾有液态水存在的明确迹象。
「机遇号和其他众多太空探索任务比起来,与人类的情感链接更为深刻,因此要和它说再见就更为困难了。 同时,我们得好好记得它的非凡成就──我们共同完成了历史性的探索任务,」火星探测车任务的计划负责人约翰. 卡拉斯(John Callas)说道,「我觉得在短时间之内,人类很难再超越这个任务的成就了。 」

从2018年7月之后,一场相当严峻的沙尘暴不但遮蔽了火星的天空,也让机遇号的太阳能板蒙上了一层厚厚的灰尘,美国航天总署就再也没有收到机遇号传回的讯息。 起初,研究团队并未因此放弃,因为每年的11月到来年的1月,火星上会吹起强烈的季风,将机遇号太阳能板上的沙尘吹散,这也是为什么一开始机遇号能够持续运作这么久的原因。 但随着「探测车清洁季」的到来,机遇号仍然没有送回任何讯号,探测车苏醒的可能性变得极为渺茫。

今年1月25日,研究团队向机遇号发送了一连串的最后修复指令,希望探测车是因为天线故障或是内部时钟出错这些可能性极低的原因才导致休眠,结果还是没能让机遇号苏醒。

如今随着火星的秋天和冬季来临,美国航天总署表示,机遇号将永远停顿在一处狂风肆虐的山谷之中──为了表彰机遇号的坚韧毅力,我们将此处命名为毅力谷(Perseverance Valley)。

此项宣告正式为屡破纪录的「火星探测车任务」画下句点。 这项任务包括建造和运作机遇号和它的挛生兄弟──精神号,若是依照原本的计划,两辆火星车设计的运作里程不到1.6公里,工作时程则只有90到100个火星日。 但它们努力的成果,远超乎任何人的想象。 精神号自2004年1月4日登陆火星之后,一直在崎岖的地表上勤奋向前迈进,直到2009年陷入沙地,并在2010年进入休眠。 同时,机遇号行驶的总里程,远超过我们送往任一颗星球的探测车,更是超过了其他火星探测车的行驶里程总和。

「这项任务实在是无与伦比,不是吗? 」机遇号的前任驾驶员迈克. 塞伯特(Mike Seibert)在邮件中这么写道,「我很期待将来有一天机遇号所创下的纪录被打破,因为这代表我们探索太阳系的脚步并未就此停歇,我也希望能向未来打破此纪录的团队道上恭贺之意。 」

「我一直觉得,像机遇号这样的探索任务,有两种最好的道别方式,」长期担任该任务主要计划负责人、康乃尔大学(Cornell University)的行星科学家史蒂夫. 斯奎尔斯(Steve Squyres)说道,「其中一种方式很简单,是探测车因为持续运作而损耗报废;另一种方式是因为受到火星的影响而停止运作。 机遇号在火星行驶了14年半的时间,终于在几十年来数一数二严重的沙尘暴中停摆,如果这是它离开舞台的方式,我们大可没有任何遗憾地昂首离去。 」

奇迹般的火星任务

机遇号前往火星的旅途,就像这颗红色星球上的山峦一样既起伏又坎坷。 任务核心团队花了超过十年的时间,不断向美国航天总署提交申请书,却未获同意。 直到2000年初,美国航天总署才总算通过了两辆火星探测车的任务计划。 但欢欣鼓舞的情绪​​很快就变成了慌乱紧张:团队原本计划用来制造两辆火星探测车的时间至少要48个月,结果施工期限被压缩仅剩34个月。

在与施工期限赛跑的同时,工程师也一直尝试着全新的制造方案。 火星探测车的前辈──「拓荒者号」(Pathfinder)任务的着陆装置和火星车是分开独立的。 而喷射推进实验室这次打算将所有登陆器的装置都与火星车整合,这让新一代的火星车能比拓荒者号拥有更高的自主性。

「大家跟我说,机遇号能够坚持这么久真的是奇迹! 但我更想说,机遇号能够赶到佛罗里达州就已经是奇迹了。 」斯奎尔斯指的是机遇号的发射地──佛罗里达州的卡纳维拉角(Cape Canaveral),「因为我们要建造的这辆火星车和先前完全不同,而任务时程实在是太过于严苛了。 」

团队在计划负责人彼得. 泰辛格(Peter Theisinger)的领导下,日以继夜合作赶工,试图顺利完成制造探测车的任务。 喷射推进实验室的计划副经理珍妮弗. 崔瑟波(Jennifer Trosper)亲自领导系统工程师,回想起当时的孜孜矻矻的场景,彷佛就是在全体总动员似的。 大伙儿不分昼夜地对硬件和软件进行测试,每天八小时三班制、每天24小时、一周七天从不停歇。 就连两辆探测车在进入太空前往火星的途中,工程师仍然不断发送软件的更新程序。

「我们必须时刻保证探测车的稳定与完整性,」崔瑟波说道。

探测车登陆火星之后,工程师仍然不断进行系统更新的工作。 没想到在精神号登陆成功后的第18个火星日后,崔瑟波的团队忽然失去了探测车的讯号。 一连数日的沉寂,让人不禁担心起最坏的结果,毕竟造成精神号失联的原因,也可能会发生在机遇号的身上,更何况当时机遇号还在前往火星的旅途中。 好在团队及时找到了系统错误的原因,加以修正,并将更新的程序送往飞行中的机遇号。 2004年1月25日,机遇号顺利登陆火星地表。

「我们勤奋工作,设计稳妥,谨慎地处理一切,而这些工程上的成就将永远流传下去,」崔瑟波说道,「看到机遇号结束任务,让我非常难过。 能有它在火星驰骋的日子,真的很不错。 哇! 机遇号真的是辆非常棒的探测车。 」

赢得头彩

起初,研究团队认为两辆探测车登陆火星之后,会因为沙尘累积在太阳能板上的缘故,仅能运作不到90个火星日,但科学家没想到火星上的风力足以清除太阳能板上的积尘。 探测车随着每次季节更迭,竟都焕然一新,它们在火星上漫游的时间远超过任何人所能想象,现在更留给科学界一段出类拔萃的传奇故事。

数十年来,美国航天总署的火星计划,不管是登陆火星表面的探测器,或是轨道上的人造卫星,都以「寻水」为目标。 但精神号和机遇号首次发现了火星曾经长时间拥有液态水的明确证据。 此外,这两辆探测车也让我们知道,这颗红色行星远比我们所想象的更为复杂多变。

「当探测车总算成功着陆在火星地表的时候,我有了这样欣慰的想法,我们有天能轻松地靠在椅背上,抱着双臂轻松地说,嘿! 我们搞定了,一切尽在掌握之中,」斯奎尔斯回忆道,「我们远远低估了火星的神秘之处。 」

机遇号一开始就在科学成就上赢得了头彩,科学家所选择的登陆地点,让机遇号找到了液态水曾经存在地表下方,且在久远之前更曾在表面大量流淌的确切证据。 不过,机遇号??康牡谝桓龅氐阍涤械乃?,可能不是一洼平静的湖水或是池塘,而更像是一池硫酸。

在机遇号登陆火星的第一个十年左右,几乎一直在研究原始酸性溶液的残留物。 一路上,它驶入陨坑之中,检查当初登陆火星时隔热罩所留下的撞击坑,以及在火星表面探寻未经触动的陨石。

2011年,机遇号抵达奋进号撞击坑(Endeavor Crater)周围的环形山进行研究,这里的岩石比第一个??康愀爬?,有些更是我们在火星上所能研究最古老的地层,里头留有的粘土矿物和石膏显示,在40亿年前, 火星表面到处都是中性的液态水。

「如果回到15年前,当时我们甚至不清楚火星表面是否曾经存在液态水,」任务的副计划科学家阿比盖尔. 傅雷曼(Abigail Fraeman)说道,「但精神号和机遇号给了我们肯定的答案,证据显示火星过去的气候和现在截然不同,这让我们得以更进一步深入追寻更复杂的谜团。 」

成长中的「火星人」

精神号和机遇号大获成功,不仅为接下来的火星探测任务做足了准备,也让人类更熟悉这颗红色星球的魅力。 火星上遍布着大量被风刻蚀的山脉和山谷,和地球上许多地方的地景更可说是多所类似。

这两辆火星探测车有点拟人化的设计,让我们更容易跟它们产生链接,一同游历火星。 无论是啤酒广告还是乐高玩具,都曾有它们的身影出现,这让社会大众彷佛共同参与了探测车的旅程,探测车计划团队的未来成员也是如此。 当机遇号登陆火星时,傅雷曼还在高中就读,那个晚上她甚至很幸运地前往喷射推进实验室,参加探测车登陆的推广活动。

「事实上,我从高中开始就已经下定决心,这就是我将来想从事的工作,从那个时候到我接受训练成为探测车任务的一员,这一路上所发生的点点滴滴实在是太神奇了。 」她这么说道。

探测车的资深驾驶员海瑟. 杰斯提斯(Heather Justice)也认为机遇号是太空探索的经典之作。 当她还在马里兰州读高中时,就看过关于火星探测车的纪录片。

「在我这样的年轻人看来,让探测车能够在其他星球表面行驶,是美国航天总署最伟大的成就之一,」她说道,「我到现在还不敢相信我有多么幸运,能成为火星车的驾驶员。 」

在精神号任务已经终止,但机遇号仍继续前行之际,计划相关人员之间的关系也愈发紧密。 计划科学家的儿女总是听到他们的爸妈把机遇号挂在嘴边,就好像它是个远房亲戚一样。 火星车的驾驶员也因为相处的时间够久,几乎都能读懂彼此的心思。

「大家开始变得很熟,直接用名字互相称呼,」塞伯特说道,「接着我一一看着团队成员有的人拿到公民权,有的人结婚了,有的人回到学校,有的人毕业了。 人生许多令人难忘的阶段都在这里上演着。 」

如今,团队还有六个月的时间来整理归档任务所得到的数据,对有些人来说,有好几十年的时间,火星探测车已经成为他们生活中不可或缺的一部分,这时总算到了可以放松一下的时刻。

「机遇号的运作成员一定还有些话想说,哇! 这或许是我最后一次和其中某些人共事了,」亚利桑那州立大学(Arizona State University)的行星科学家、同时也是机遇号研究团队的成员之一谭雅. 哈里森(Tanya Harrison)这么说道,「我觉得到时候大家一定会哭得一蹋胡涂。 」

传奇永存

虽然机遇号的使命已经抵达终点,但人类对火星的研究和探索却未曾结束。 好奇号(Curiosity)探测车仍在火星表面继续前行,还有好几艘火星轨道卫星和洞察号(InSight)登陆器也在持续运作。 欧洲和俄罗斯的太空机构正在合作发展火星探测车,并在最近以X射线晶体学先驱罗莎琳. 富兰克林(Rosalind Franklin)的名字为其命名。 很多参与过精神号和机遇号任务的前辈,正在为即将发射的火星2020(Mars 2020)探测车任务努力,这辆探测车将试图搜寻古早火星生命所留下的痕迹,并且储存岩石样本,等着将来有天能将它带回地球。

同时,机遇号将在火星上屹立不摇,长久留存数十万年,成为科学史上重要的纪念碑,甚至是未来登陆火星探勘者致敬的圣地。 或许在将来的数十年内,人类将亲自登陆子午线高原(Meridiani Planum),也就是机遇号的着陆地。 包括塞伯特在内的有些科学家和工程师都已正式提议,让将来人类火星计划的航天员在此着陆。

「后来登陆火星的人类,如果能够亲眼见到我们先前派遣的探测车,」哈里森表示,「那一定会是个令人激动的时刻! 」




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