 《三思科学》电子杂志
2004年第1期
2004年1月15日
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在火星漫步
 柯南
首发于南方周末 2004-01-08
带着火星探测失败几率66.7%和去年哥伦比亚号航天飞机失事的阴影，美国宇航局（NASA）的“勇气号”火星漫游车上个星期天成功的在火星赤道地区着陆。在接下来的3个多月时间里，人类将与火星实现有史以来最近距离、也是最详尽的一次接触。
“这是美妙的一天”
“我们正在接受图像……我们收到从火星表面传来的第一幅图像啦！”上星期天，全世界许多电视观众都看到和听到了发生在NASA的喷气推进实验室（JPL）中激动人心的一幕。随后，在控制中心的投影屏幕上显示出了“勇气号”对火星的第一印象：一幅俯拍的照片，照片中央是尚未展开的“勇气号”火星漫游车。
“勇气号”是NASA的火星探索计划的一部分，一个机器人“地质学家”。1997年，火星探索计划的第一艘飞船“火星探路者”在火星表面着陆，这是事隔21年之后人类在再次与火星表面接触。它携带着一个微波炉大小的火星车“索杰纳号”，可以视为“勇气号”的一个微型实验品。当年“索杰纳号”仅仅在火星表面以每分钟0.4米的速度在着陆器附近行驶、分析火星的验室和土壤。它不能走得太远，因为它获得的数据要通过着陆器传回地球。
“索杰纳号”取得了成功并且吸引了公众关注的目光。它在火星上“生存”的时间超过了设计寿命；在世界范围掀起了一阵火星热潮。但是在科学家看来，“火星探路者”以及索杰纳号取得的科学数据远远不够。进行更详细火星地质研究的重任，落在了“火星漫游者计划”身上。
艺术想象图：勇气号在火星表面工作 | |
“火星漫游者计划”计划耗资8.2亿美元，其中建造火星车和科学仪器就需要6.45亿美元。两艘火星车——在后来的公开征名活动中被命名为“勇气”（Spirit）和“机遇”（Opportunity）——是世界上最昂贵的6轮太阳能电动汽车。它们于去年的6、7月份升空。在抵达火星前的半年时光中，它们一直蜷缩着身体，直到几天前凭借降落伞和缓冲气囊在火星表面顺利的着陆。
“这是美妙的一天，” 这个计划的首席科学家、康奈尔大学的行星科学家斯库里斯（Steve Squyres）在“勇气号”着陆之后举行的新闻发布会上高兴的说。包括NASA局长奥基夫（SeanO'Keefe）在内的所有人全都在脸上堆满了笑容，互相轻松的开着玩笑。
完美的着陆
NASA的科学家不仅为“勇气号”的成功着陆而感到高兴，更重要的是，初步的数据显示，“勇气号”拥有一个非常幸运的着陆地点，这个着陆地点距离NASA预定的目标只差不到10公里。“勇气号”的研究对象之一是岩石，这里确实有很多岩石。并且，岩石的数量也恰到好处，既能满足研究的需要，也不至于对“勇气号”的行进构成太大的障碍。
“这个着陆地点很多东西都看上去不错。当你看到它的时候，这个地点看上去就像为我们的火星车量身定做的，”斯库里斯在新闻发布会上评论说。“我们看到了岩石，我们看到了足够开展很好的研究的岩石，但是并没有多到挡住我们（火星车）的路。所以，我们准备真的在这个地点把车开起来。”
“另一件事是，很大范围内的石头都被清扫的很干净。石头上面有尘埃，但是石头的表面比我们期待或者希望的更干净。我们看到了许多暴露在地面的石头，但是地面对（火星车的）行驶很有利。”
勇气号发回的火星表面照片 | |
“勇气号”的降落地点位于火星南半球赤道附近的古谢夫环形山。这座以19世纪俄罗斯天文学家古谢夫（Matvei Gusev）的名字命名的环形山直径150公里，可能形成于40亿年之前陨石或者彗星的撞击。NASA花了两年多时间才把“勇气号”的着陆地点确定下来。
要从广阔的火星表面找到一个合适的着陆地点并非易事。这个地点不能有太多的石头或者尘埃，否则火星车即便能够安全着陆，也不能正常活动。这个地点海拔还不能太高，否则火星车在火星的稀薄大气中完成减速之前就会撞上“高原”。当然，这一计划不是为了着陆而着陆，所以地点还必须有科学研究的价值。
古谢夫环形山的价值在于，科学家认为数十亿年前这里曾经是一个湖。来自南半球高原上的水可能沿着山谷流进这个环形山。把“勇气号”投放在这里，是为了让它找出古谢夫环形山曾经有水的证据，验证这一假说。
输不起的JPL
火星探索的风险由点类似于抛硬币，严格的说，成功的概率比抛硬币还小。在过去的几十年中，有2/3的火星探测器失败了。对于JPL，人们更有理由要求他们成功，原因不仅仅在于JPL是航天领域最著名的研究机构之一，它曾经研制的“旅行者号”行星探测器奇迹般的工作了1/4个世纪。另一个原因是：JPL上次因为一些低级错误而葬送了两个火星探测器，浪费了数亿美元。
1999年12月，“火星极地着陆器”以及它所携带的两个微型探测器一同坠毁在了火星的南极地区，而它们本应该在那里开展寻找生命的工作。1年以后调查组发现，火星极地着陆器的一个软件错误可能导致了它的坠毁。
另外一个错误——1999年9月到达火星的“火星气候轨道器”——后来成了一个著名的笑话。工程师在计算轨道器推力的时候，混用了公制和英制的单位，从而导致了它的坠毁。
但是，美国著名的航天观察家奥伯格（James Oberg）认为，“用错了单位制”只是表面的原因。更深层的原因是NASA上一任局长推行的“更快、更好、更便宜”的行星探索政策。“为了省钱，NASA裁掉了那些进行双重核查工作，认为所有的工作人员都不会犯错误。而当飞行过程中错误导致了显而易见的导航错误的时候，人们又没有足够的资源用于调查原因。他们选择了假定所有设备一切正常，而不是发现那些令人担忧的问题之后隐藏的是什么——结果探测器撞上了火星。”2000年关于这起事故的调查报告说“过去十年中绝大多数的失败，应该归结于沟通不畅和工程管理方面的错误”。
不过，尽管在外界看来，连续两次人为失误让JPL显得灰头土脸，NASA还是在三年前选择了信任JPL并把火星漫游者计划交给了它实施。
毫无疑问，JPL把“火星漫游者计划”视作重新赢得声誉的一个机会。斯库里斯对整个团队的合作感到满意。“这是我见过的所有JPL项目中最棒的团队，” 斯库里斯在几个月前勇气号和机遇号准备踏上火星旅程之前评论说，“我们全都感到我们一定要成功。”
但是迄今为止，火星探索保持着一个相当低的成功记录。除了勇气，JPL还需要一些运气。“每一次着陆火星都是一次奇迹，我们现在仍然处在这一阶段，”JPL的工程师库克（Richard Cook）承认。库克在1997年的“火星探路者”计划中担任操作主管。让他“更出名”的是那两艘失败的探测器：当时他担任这两个探测器的项目主管。还有许多参与过那两个失败项目的科学家和工程师，如今也为“火星漫游者计划”工作。这些人如今的心中，肯定会别有一番滋味。
而NASA本身也面临着与JPL相似的困境。今年年初，哥伦比亚号航天飞机重现了17年前的惨剧。事故的原因是一块看上去微不足道的泡沫塑料。NASA的安全制度因此而受到了广泛的质疑和批评。包括NASA的首席科学家韦勒（Ed Weiler）在内的许多人，把火星称作“死亡行星”。言下之意是，不要对任务的成功报太大的希望。
本月底，另一艘火星车“机遇号”也将在火星着陆，不论其成功与否，JPL以及NASA已经部分的找回了面子。
没有消息不是好消息
英国开放大学的普林格教授（Colin Pillinger）刚刚度过了一个令人沮丧的新年，他所领导的“贝格尔2号”(Beagle 2)火星着陆器计划没有传来丝毫的消息，然而，这并不是一个好消息。贝格尔2号也许正静静的躺在火星的某个地方，活着，或者已经死了。
作为欧洲航天局(ESA)的火星快车搭载的一部分，“贝格尔2号”从一开始就面临着资金的困境。除了天才的普林格，很难想象还有谁能把钱凑齐，然后把这个直径将近1米的特大号“怀表”扔到火星上。
1997年，ESA准备建造一艘环绕火星轨道运行的探测器——后来的“火星特快”（Mars Express）。ESA负责飞船的框架和发射，各成员国建造搭载的科学仪器。在火星地质学方面享有声誉的普林格决定让“火星特快”带上一个寻找生命痕迹的着陆器，但是这个想法遭到了英国粒子物理和天文学研究理事会的冷遇。简单的说，没有钱。
但是普林格知道应该怎么得到经费：引起公众的注意。他找到了伦敦的一家广告公司为这个计划作宣传。公众的兴趣被调动了起来。英国的Blur乐队为着陆器创作了一首有9个音符的乐曲，作为着陆器向地球报告着陆成功的信号。另一位古怪而著名的艺术家赫斯特（Damien Hirst）则创作了一幅可供照相机校正镜头的抽象画。
这样，政府和基金会终于肯为“贝格尔2号”计划付账了。1999年，英国政府拿出了5百万英镑，再加上其他数十位赞助者，资金总算不成问题。当然，“贝格尔2号”本身并非徒有其表的广告噱头。康奈尔大学的斯库里斯就认为，“贝格尔2号”的团队克服了这些技术和经费上的挑战，取得了难以置信的成就。
按照计划，去年的12月19日“火星特快”释放“贝格尔2号”。25日，它将依靠与“勇气号”类似的装备着陆。然而，在它着陆之后，NASA的“火星奥德赛”探测器（现在是一颗通信中继卫星）并没有接收到Blur乐队创作的那首乐曲。随后，英国的焦德雷班克天文台和美国斯坦福大学的射电望远镜都试图接收“贝格尔2号”的信号，但是毫无结果。从28日开始，“火星奥德赛”每天都试图接收“贝格尔2号”的信号，本月4日，“火星特快”进入了火星极地轨道，从而有可能接收“贝格尔2号”的信号。ESA的科学家仍然对这个着陆器抱有希望，因为只有这两个探测器预先进行过通信实验。在“贝格尔2号”的网站上，依然列着7日到14日可能的通信时间。
被寄予厚望的贝格尔2号失去了踪影 | |
不过，即便“贝格尔2号”最终没有成功，它也不会是这个计划的绝版。上周，英国科学大臣塞恩斯伯里勋爵（Lord Sainsbury）表示他支持建造“贝格尔3号”。“虽然我们对计划进展的不顺利感到失望，我们认为研究应该继续。”
从这一意义上，普林格的努力并没有全部浪费。“这是有点令人失望，但这毕竟不是世界末日，” 普林格说。
（注：Beagle 2的名字来源于达尔文作环球考察时乘坐的英国皇家海军贝格尔号考察船（HMS Beagle），因此它的名字应该是“贝格尔2号”而不是“小猎犬2号”或者“猎兔犬2号”）
相关：火星的诱惑
■1997
NASA火星计划的第一个探测器“火星探路者”成功的在火星着陆；“火星环球勘察者”进入火星轨道
■ 1999
NASA的火星气候轨道器和火星极地着陆器失败
■ 2001
NASA的“火星奥德赛”轨道器成功入轨
■ 2003
日本的“希望号”火星探测器宣布任务失败
欧洲航天局（ESA）的火星特快（包括贝格尔2号着陆器）成功入轨
■ 2004
NASA的“勇气号”火星漫游车成功着陆；另一艘“机遇号”将在1月底着陆
■ 2005
NASA将发射“火星勘察轨道器”，它将提供高分辨率的火星地图
■ 2007
NASA将发射“凤凰号”火星侦查器。“凤凰号”将在火星北半球富含冰的地区着陆并进行土壤分析
ESA将发射用于验证再入火星大气层技术的探测器EVD
■ 2009
NASA将发射“火星科学实验室”。根据“火星勘察轨道器”提供的数据，“火星科学实验室”将在最有可能的地点着陆，寻找火星上适合生命生存的环境。
同一年，NASA将发射“火星通讯轨道器”。这是第一个以行星际通讯为主要目的的航天器。除了将“火星科学实验室”的数据传回地球，它还负担了进行行星际激光通讯实验的任务。
ESA发射ExoMars火星车，寻找过去和现在可能存在的生命
■ 2011
ESA发射“火星样品返回”探测器，取回岩石、土壤样品
■ 2014——
ESA于当年发射第二艘“火星样品返回”探测器，开始为载人登火星进行准备。预计在2033年之后人类登上火星。
Mars Rover
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