陳重威

上世紀(jì)初，人們憑著望遠鏡中看到的火星影像和自己的想象，認為火星上可能存在生命，甚至火星人。然而，最早登陸火星的“海盜”號探測器發(fā)回的照片，卻顯示火星是一個寒冷、貧瘠、干燥、顯然已經(jīng)死掉了的行星。人們探索火星的熱情曾因此一落千丈。但就在此時，科學(xué)家在地球海洋底部的深海熱泉周圍，發(fā)現(xiàn)了微生物的存在，并從此開始了一系列在極端環(huán)境中尋找生命的研究。科學(xué)家已經(jīng)證實，生命可以適應(yīng)各種環(huán)境，看起來唯一必需的要素就是液態(tài)水；因為孕育生命的化學(xué)反應(yīng)在水凍結(jié)后就會停止。人類對火星的好奇之心因此再度被點燃，美國航天局開啟了“跟著水走”的火星探索新時期。

1996年發(fā)射的“火星全球勘探者”號探測器發(fā)現(xiàn)，火星并不是一顆“已經(jīng)死掉了的行星”。它傳回的高分辨率照片顯示，在火星的春末，在一些陡坡上會出現(xiàn)寬達5碼的手指狀條痕。這些條痕在夏季會變寬并改變形狀，長度能達到上百碼，然后在冬季消失。在其中的一個隕石坑中，有大約1000條這樣的條痕。有科學(xué)家相信，這是迄今為止證明火星上有液態(tài)水存在的最佳證據(jù)。2004年登陸火星的“勇氣”號和“機遇”號火星車發(fā)現(xiàn)，火星在過去曾經(jīng)是溫暖和濕潤的，甚至可能存在過海洋；但后來它的環(huán)境發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。

為了探索火星的過去是否曾經(jīng)適合生命生存，火星的現(xiàn)在是否存在適合生命生存的環(huán)境，美國新一代的火星探測車“好奇”號于2011年11月26日發(fā)射升空。經(jīng)過約9億千米飛行后，將于今年的8月6日在火星著陸，展開為期一個火星年，約合687個地球日的探測。

“好奇”號的官方名稱叫“火星科學(xué)實驗室”。和“勇氣”號、“機遇”號的命名一樣，美國航天局也為這輛火星探測車的命名舉辦了全國性的作文比賽，12歲的美籍華裔小學(xué)生馬天琪獲得冠軍，并用她喜歡的“好奇心”命名這輛迄今為止最先進、最復(fù)雜的火星探測車；或許是受“勇氣”“機遇”名字的影響，中文媒體習(xí)慣稱其為“好奇”號。作為獎勵，馬天琪被允許把自己的中、英文簽名都寫在了這輛正在飛往火星途中的“好奇”號火星車上。

“好奇”號的個頭與一輛“甲殼蟲”汽車相當(dāng)，長度約為“機遇”號和“勇氣”號火星車的兩倍；重899千克，是它們的5倍多；在它身上，與蒼蠅翅膀類似的太陽能電池板不見了，這種電池板為“勇氣”號和“機遇”號提供了電力?！昂闷妗碧栆院四転閯恿?，利用核燃料钚發(fā)生放射性衰變時釋放的熱能與火星表面低溫之間的溫差來發(fā)電。這種新的能源系統(tǒng)為“好奇”號提供了在火星上隨意行走的機會，不再受必須有足夠光照的限制，即使在夜間也能正常工作。

“好奇”號的著陸地點選擇在火星赤道附近的蓋爾隕坑。這是一個直徑約154千米的盆地，盆地中心有一座高約4800米，由沉積物形成的層狀高山。層狀物中含有黏土和硫酸，著陸點周圍存在沉積物形成的沖積扇，這些物質(zhì)和地貌的形成都與水有關(guān)。挑選“好奇”號著陸點的工作早在2006年就已經(jīng)開始，最初的候選點有30多個，2008年壓縮至4個，最終，蓋爾隕坑勝出。

“好奇”號每天可在火星上跋涉約200米，預(yù)計兩年內(nèi)能夠到達這座山的350～400米的高度?？茖W(xué)家們相信，在這一高度，巖石將發(fā)生戲劇性變化。但“好奇”號很可能不會滿足于僅在這座高山的山麓地區(qū)探測，它最終將登上山頂。

由于“好奇”號火星車體積龐大且重達899千克，不可能像“勇氣”號和“機遇”號那樣用氣囊包裹著著陸。科學(xué)家專門為它設(shè)計了一架新穎的“空中起重機”，不僅能讓“好奇”號安全地軟著陸，而且可以把實際著陸點控制在一個更小的區(qū)域內(nèi)。

當(dāng)整個飛行器到達距離火星表面11千米的高度時，降落傘打開。24秒之后，隔熱防護罩脫離。此時，“好奇”號仍然蜷縮在形似意大利餃子的背殼之中，位于8000米的高度。與此同時，“好奇”號所攜帶的“火星下降攝影機”蘇醒過來，開始工作。它將下降過程拍攝成高分辨率視頻并傳回地球，讓科學(xué)家能夠依據(jù)清晰的著陸點周圍環(huán)境來制定“好奇”號最初的活動路線。

再過幾十秒，當(dāng)飛行器下降到1400米的高度時，背殼也會分離，此時飛行器以每秒80米的速度下降；在它身上安裝的8臺制動火箭開始噴射，為飛行器進一步減速，直至將下降速度降低到每秒0.75米，成為一架“空中起重機”。

在距離火星表面20米時，“空中起重機”釋放出尼龍繩，吊著已經(jīng)不再蜷縮在背殼之中的“好奇”號緩慢下降，同時8臺制動火箭中的4臺熄火。那場面有點像直升機吊裝貨物，只是直升機被換作了4腳噴火的飛行器。在著陸之前的一剎那，“好奇”號的6個輪子會突然彈出來；一旦車輪觸及火星表面，尼龍繩便會斷開連接，完成任務(wù)的“空中起重機”會飛到距著陸點150米乃至300米開外，自行墜毀?！昂闷妗碧杽t開始它在火星表面的探索工作。

“好奇”號帶上火星的設(shè)備是迄今為止送往火星的最為專業(yè)和先進的儀器?！昂闷妗碧枴邦^”上的兩個“眼睛”是兩部相機，其中一部能夠跨越7個足球場的距離分辨出對面放著的是籃球還是足球。另外一部在“好奇”號抵達一個新的地點時，能夠用25分鐘拍攝150張照片，然后合成一幅全景照。這兩部相機都能夠拍攝出彩色照片，與以往送往火星的相機不同的是，它們不再用不同的濾光鏡拍攝一系列照片，然后由地球上的科研人員將這些不同顏色的照片合成為彩色照。這兩部相機能夠在一次曝光中直接獲得紅綠藍三種顏色，所得到的照片會更加接近人眼的視覺。

“好奇”號還攜帶了一個被稱做“化學(xué)相機”的儀器。它能夠發(fā)射出激光，擊中7米之外的巖石或土壤。被激光擊中的物質(zhì)會產(chǎn)生出等離子體，“化學(xué)相機”通過觀測等離子體的光譜，來測定目標(biāo)物的成分。假如巖石表面附著了塵土或風(fēng)化了的外皮，那么該“相機”可以發(fā)射數(shù)百次重復(fù)的激光脈沖把表層打掉，以測定其內(nèi)部成分，并與表層的成分進行對比。

“好奇”號的機械臂上有鉆頭和小勺子。對于巖石，它會用鉆頭獲取樣本；對于土壤，用小勺子就可以了。取得樣本后，機械臂上的篩子能夠把直徑大于150微米的顆粒剔除掉。然后，把樣本倒入“化學(xué)和礦物學(xué)分析儀”的入口漏斗，再通過震動讓它們進入儀器。在該分析儀內(nèi)部，有32個像襯衫紐扣一樣大的小盒子，它們是用來盛放待測樣本的。小盒子都安裝在一個轉(zhuǎn)輪上，這樣就可以通過轉(zhuǎn)動輪子來讓任何一個小盒子位于X光的照射之下。

“火星樣本分析設(shè)備”是整個“好奇”號火星車上最大的設(shè)備，有一個微波爐那么大。如果是在地球上的實驗室里，它所集成的那些儀器就會占用很大的空間。如今，體積雖然小了，但靈敏度卻大大提高了，能夠探測到含量低至十億分之一的有機物質(zhì)。

全副武裝的“好奇”號做好了尋找火星上水和有機分子的一切準(zhǔn)備。盡管科學(xué)家們并不確定他們真的能找到任何東西，但即使發(fā)現(xiàn)火星上的條件并不適合生命存在也是有價值的?；鹦巧显?jīng)存在的水究竟到哪里去了？這一不解之謎一直激勵著人類的好奇之心。