勇气号和机遇号的火星之旅

一九七七年，在康奈尔大学克拉克大厅一间被称为火星屋的房间中，凌乱地堆放着一卷卷的照相纸，研究生史蒂夫斯奎尔斯随意的就打开了其中的一卷，他想赶快看完，应付这次的作业。但是当他看到照相纸中的图像的时候啊，瞬间就被这些奇异的景象所吸引了。之后连续四个多小时，他都像着了魔一样，整个人都扑在了一张又一张的照片上。这是一些什么照片呢？他们是海盗号传回来的火星景观图像，多年以后啊他还在回味。这个改变他人生轨迹的一天。在将近三十年后，史蒂夫斯奎尔斯已经成为了火星探索漫游者，也就是M12任务的首席科学家。

正是这一颗探测器对火星的探索，促成了另外一对孪生漫游器，也就是著名的勇气号和机遇号的诞生。你可能想象不到啊，人类在二十世纪末的时候就已经对火星的景观是了如指掌了，甚至呢还远远超出了对月球的了解。当然，这些成就呢都归功于水手号、海盗号以及火星全球勘测者等航天器的努力，他们为我们拍下了详尽的火星图像。那么人类对于火星的下一步期待是什么呢？那当然就是寻找生命。NASA在火星上寻找生命的重要战略就是追踪水。即使火星表面现在没有水，但过去仍然可能存在水，尤其是能够支持生命的水。而我们本期节目的主角勇气号和机遇号的任务也正是如此。让设计者大吃一惊的是，虽然预计寿命都只有九十天，但勇气号和机遇号都大大地突破了这个工作期限。他们像两个机器人地质学家勇敢地穿行。在险恶的火星地表长达十多年，他们的探险故事的精彩程度远远超出了设计者最初的想象，他们探险的过程和遭遇也成为了传奇的一部分，为人们所津津乐道。二零零四年一月四日，在旅行了七个月，穿行了四点八亿公里之后，勇气号以一万九千二百公里的时速，也就是大约十六倍升速的速度闯入了火星大气，随后而来的是恐怖六分钟。飞船迎面贴近火星，上层空气被迅速地加热，在离地面大约八公里的地方啊，它的降落伞张开反推，引擎启动，减慢了着陆器的下降速度。随后呢有趣的画面出现了勇气号的四面，每一面都弹出六个巨大的气囊，这些气囊是紧紧的包裹住了勇气号。就像是一串长成了三角粽子形状的巨大的葡萄，它撞向地面又反弹起来。在落地反弹了十多次之后，勇气号终于在四百多米开外的地方停了下来，成功地着陆在了谷谢夫环形山。在帕萨迪纳的控制室里，有两百多位科学家、工程师和拉萨的官员们热烈地欢呼了起来。三周之后，机遇号在火星的另一边子午平原也成功地着陆了，他直接弹进了一个环形山，被科学家们开心地称为一杆进洞。这两个初来乍到的机器人地质学家即将开始他们的探险之旅，这真是一件让人激动万分的事情。在出发之前，我们先来看一下他们携带的装备都是些什么。如果你是一位野外地质学家，那么你身上最有用的那肯定就是眼睛了。对于火星地质学家来说那尤为如此。因为火星空气非常的稀薄，听觉和味觉啊都基本上用不上，视觉才是最为关键的感知途径。漫游器的眼睛就位于它的桅杆的顶部，像螃蟹的眼睛一样长长的伸了出来，离地面啊大约有一点五米，它可以三百六十度的旋转，两个相机可以互相配合形成立体图像。他们都拥有一千六百万像素，每一个都只有二百五十克左右，可以轻松地放在我们的一只手掌上。对于地质学家来说啊，一双灵活有力的手臂也很重要。勇气号和机遇号都是独臂英雄，但这个手臂功能十分的强悍，它拥有一种一万和四种运动模式，并且每个圈中都握有一个小相机，就像地质学家手持放大镜一样。当然趁手的锤子啊那也是必不可少的。他们的手臂上还配备了一个名叫RAT的设备，这个RAT啊是一种强有力的、内嵌有钻石的岩石粘膜器，即使面对是最坚硬的火山岩石，也可以在两小时的时间内磨出一个宽五厘米、深零点五厘米的洞。勇气号和机遇号都各有六个轮子，每个轮子都有独立的驱动装置，这就能够让他们灵活地应对火星的各种地形。要知道，对于一个远离家乡数百公里之外的昂贵的漫游器来说，最糟糕的情况就是摔个四脚朝天了。一旦这种情况发生，他们很可能在瞬间就变成一堆动不了的废铁。漫游器在平地上的最高速度是每秒五厘米左右，也就是一分钟它才能缓慢地挪动三米的样子。再加上避险软件要求漫游器每隔几秒就要停一次，所以他们的速度呢就更慢了。那要是在地球上啊，蜗牛真的就比他们爬的还要快。就这样，准备就绪的勇气号和机遇号终于要以蜗牛的速度出发了。然而接下来的旅程很快就让他们意识到选择有多么重要。虽然勇气号和机遇号在硬件上都是相同的，但是他们所处的不同环境，却给这两个漫游器带来了截然相反的同命运。一个相当于是给了糖，另一个相当于是给了当头一棒。机遇号和勇气号就变成了幸运的机遇号和无谓的勇气号。那从这个昵称你就可以看出来，他们各自的命运有多么富有戏剧性和不同。一杆进洞之后，机遇号的精彩生活就开始了。刚刚着陆，他就在旁边的石块上发现了曾经有水存在过的痕迹，他被派去检查自己的热防护罩，结果呢在路上就意外地发现了一个篮球大小的铁镍陨石，于是第一次在另一个星球上发现陨石的殊荣就这样轻松拿下。幸运还不止于此，二零零七年火星上的一次令人窒息的沙尘暴，遮蔽了百分之九十九的阳光，太阳能面板是尘埃密布，电力低到了极限而大难不死，必有后福在几次风力的清洗之后，这颗漫游器竟然是满血复活了，就像是有一个灰尘妖精把太阳能面板上的灰尘全部给清扫得干干净净了。而到了二零一一年，他又在奋进环青山边缘的一个路途上，发现了新的富集区，还有一个含水流酸钙的明亮颜脉。这些发现就被斯科尔斯称为我们在八年的探索史中发现的存在有液态水的最明确的证据。直到二零一九年，幸运的机遇号才落幕，这时候他已经在火星上整整工作了十五年。与机遇号相比起来呢，勇气号的命运那就坎坷得多了。用一句现在流行的话来说，就是讲起来都是泪。勇气号的第一次灾难在着陆之后不到三周的时间就发生了。它突然停止了与任务控制系统的对话，陷入到了重启的死循环中。其实也就是在重启的时候发生了一个错误，这个过程不得不一次次地循环下去，幸好呢最后发现了肇事者原来是闪存的问题。经过仔细处理之后呢，终于科学家们解决了这个问题。软件出错之后，勇气号的硬件也出现了一些问题。一个经常出错的轮子给他带来了不少的麻烦，但是任务还要执行，他只能坚强地爬上比自由女神像还要高的地方，用自己的小锤子，也就是RAT继续的工作着。在钻探的过程中呢，连金刚钻头都给磨坏了。二零零六年才抵达火星两年的勇气号的前轮就完全无法工作了，从此之后他就只能拖着那个没用的轮子。一瘸一拐地在泥土中前行。又过了三年，勇气号遭遇到了最致命的一次意外。在哥伦比亚山的山脚下，勇气号在穿过一个暗色的土层的时候，他的身体左侧陷入到了一种白色的松软的沙中，这是一种没有什么内聚力的硫酸铁，按理说他困不住轮子，但事实上确实勇气号真的就被困住了。二零零九年十一月二十一日，操控员发出一系列希望它能够前进五米的指令，但最终也只让他挪动了0.25厘米，这就跟没动也没有啥区别了。随着系统逐渐老化，勇气号又开始出现了记忆丧失的现象。二零一一年五月二十五日，在一千三百个指令都没有收到答复之后，救援任务宣告结束，我们多病多灾的勇气号也终于能够彻底休息了。

同样能休息的还有漫游器背后的操控源，其实他们才是藏在幕后真正的火星地质学家。可能在你的想象中漫游界的操控员都是一些那种胡子拉碴、不修边幅的科学家形象，但其实正好相反，勇气号和机遇号一共有十四名操纵员，他们不仅年轻，而且还有许多是女性。每一天他们都要对前一天的行动结果进行评估，然后再做出今天的行动计划。可能是测量一块感兴趣的石头，也可能是围着哪个障碍物做巡视。做完这些计划之后啊，他们还要把这些计划转化为漫游器，能够听得懂的指令。这个做指令可不是我们想象中那么轻松，而是要进行一系列仿真模拟，有科学家团队进行检查，排除掉那些可能导致错误的情况。指令清单要检查两遍之后才能发给漫游器，而且一定要非常的小心又谨慎。任何一个错误的代价都可能是极其巨大的，甚至可能是毁灭性的。这里我还要提醒大家一点，一个火星日比一个地球日要长出大约四十分钟，你知道这意味着什么吗？就是操控员每天的工作的开始时间都要比前一天推迟大约四十分钟。这样一天天过去啊，他们的工作时间就会逐渐变成半夜十二点、凌晨两点、凌晨四点啊，因为这是独特的火星时差。

可能你已经迫不及待地想知道勇气号和机遇号的工作成果到底有些什么了？他们俩呢？都是奔着水去的。那么他们到底有没有一些重要的发现呢？我可以明确地告诉你，不但有发现，而且有非常多。刚刚到达火星的几周，机遇号就已经证明了子午高原曾经是一个被水浸透了的平原，证据就是一块从着陆点被抛出来的石头，它被称为酋长檐，包含了许多有关水的历史的信息。机遇号还找到了许多的小硬石球，这些小硬石球就被称为蓝莓，他们有的散布于表面各处，有的聚集成盐蓝莓，由赤铁矿组成，这是一种在地球上需要有水的存在才能形成的富铁矿。后来机遇号又发现了一种被称为皇家铁矿的矿物，而在我们的地球上，也是只有在有酸性水存在的环境中，才能有这些矿物的出现。勇气号也取得了很多类似的发现。在一块名为科洛韦斯的石块中，他发现了真铁矿，而这种矿物在我们的地球上也是只有在有水的环境中才能形成。勇气号还测量到一个土壤样品中盐的浓度非常高，那这也是存在水的间接证据。所有这些大大小小的证据综合起来，就使得远古火星表面曾经有水的观点变得非常有说服力。火星上曾经有水，这可能是一件听起来让人非常振奋的事情，但你可能不知道啊，这个发现对科学家们来说还是挺头疼的，因为它带来了更多尚待解决的疑难问题。这是因为啊火星表面在十亿年前温暖湿润的观点还得不到气候模型和火星陨石证据的支持。不但得不到支持，似乎还互相矛盾。要知道火星的引力很小，它维持不了非常浓厚的大气，而早期的太阳也比现在更暗，需要温室效应至少高到六十五到七十摄氏度，才有可能让火星的表面的水融化掉。而与此矛盾的是，虽然火星早期可能存在二氧化碳，但是这种大气浓度也不太可能把温度提升到那种程度，所以说火星的气候变化至今仍然是一个未解之谜。

从一九六零年代末到一九七零年代初，登陆月球都是我们人类历史上最伟大的冒险故事。现在仍然充满谜团的火星成为了我们人类下一个伟大的登陆目标。这不只是科学家的目标，也是我们社会大众的热切期待。我国也在二零二零年七月成功的。发射了天文一号火星探测器。现在火星的热度那是与日俱增，它是唯一能在最近有可能印上人类足迹的太阳系大行星。正如斯奎尔斯所说，勇气号和机遇号就是我们的替代物，我们的机器人先驱。而我也相信，终有一天，一定会有一位宇航员在谷谢夫环形山的车轮折上，踏上他靴子的印记，而我更希望那个印记上面有一面五星红旗。

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