好奇號的七分鐘

“好奇號”登陸火星的方式在歷史上是前所未有的。從探測器進入火星大氣層,到“好奇號”的輪子觸及火星表面,需要七分鐘時間。這是生死攸關的七分鐘,只要一件事沒有做到位,那就玩完了。

責任編輯:朱力遠

白宮科技顧問Holdren(左二)來到火星科學實驗室祝賀好奇號成功著陸。 (東方IC/圖)

“好奇號”登陸火星的方式在歷史上是前所未有的。從探測器進入火星大氣層,到“好奇號”的輪子觸及火星表面,需要七分鐘時間。這是生死攸關的七分鐘,只要一件事沒有做到位,那就玩完了。

“好奇號”探測器對火星的考察被美國宇航局(NASA)制作成了一部科幻片。

2012年8月4日,在“好奇號”離開地球36個星期,即將飛抵火星的時候,美國宇航局發布了一個五分鐘長的“預告片”。片名叫“好奇號的恐怖七分鐘”,如果不是此刻正有一部與其對應的、真實的機器人飛在火星的附近,片子看起來還真像《鋼鐵俠》之類好萊塢電影的某個片段。

“當人們看它的時候,覺得這是瘋狂的。這是很自然的反應。有時我們看它的時候,都會覺得瘋狂。”亞當·施特爾茨納(Adam Steltzner)在片頭以平靜的口氣說。他是美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的工程師,此次擔任“好奇號”進入、下降和著陸階段(EDL)的首席機械工程師。

當年在舊金山的海灣玩搖滾樂時,施特爾茨納注意到星空會隨著時間的流逝而發生變化,這讓他對宇宙產生了濃厚的興趣。十年后,他拿到博士學位并開始在噴氣推進實驗室工作。“我喜歡學習。我喜歡被從智力上挑戰,而且在內心中我是一個探索者。我的工作讓我得到以上所有三點。”他這樣描述自己的興趣和工作。

“好奇號”登陸火星的方式在歷史上是前所未有的。從探測器進入火星大氣層,到“好奇號”的輪子觸及火星表面,需要七分鐘時間。接觸火星大氣的那一刻,探測器從太空旅行的沉睡中蘇醒過來。由防護罩包裹著的探測器,外形就像是一個陀螺。“陀螺”背殼上的推進器首先點火,讓探測器調整姿態,隔熱罩正對大氣層。進入大氣層后,“陀螺”還會自動根據飛行情況進行調姿。到達距離火星表面11千米的高度時,降落傘打開。這個降落傘是人類迄今為止制造的最大的、最結實的超音速降落傘。它幫助探測器在稀薄的火星大氣中減速。到了最后的階段,“陀螺”會釋放出一個帶有反向推進器的會飛的“起重機”,這個起重機吊著“好奇號”,慢慢將它放在地面上。

這是生死攸關的七分鐘。“速度從每小時13000英里降到零,完美的次序,完美的編排,完美的時間控制,全都要靠計算機自動完成。如果有一件事沒有做到位,那就玩完了。”進入、下降和著陸階段工程師湯姆·里韋利尼(Tom Rivellini)說。

當地時間2012年8月2日,施特爾茨納在新聞發布會上利用模型講解著陸火星時的關鍵步驟。 (Damian Dovarganes/東方IC/圖)

第一張圖片

2012年8月5日晚上10點23分,“好奇號”開始了進入、下降和著陸階段。在美國宇航局的直播畫面中,噴氣推進實驗室的工程師們緊張不安。每當一個階段被確認完成時,控制室里都會響起一陣掌聲。直到最后施特爾茨納比出手勢,確認著陸是否成功,“觸地確認。我們安全到達火星。”一個控制人員在麥克風中說。歡呼聲終于爆發出來。所有人都從椅子上跳了起來,互相擁抱,擊掌慶祝。

幾分鐘后,火星車傳回了它在火星表面上拍攝的第一張照片。照片很小,但再一次讓控制室爆發出歡呼聲。“那是輪子!那是輪子!”控制室里的某個人大喊。照片顯示了這個六輪火星車的其中一個輪子正踩在火星的表面。

噴氣推進實驗室很快又發布了新的視頻,這一段叫做“好奇號已經登陸”。這個兩分鐘的視頻延續了之前的科幻電影風格,讓整個任務看起來就像是系列影片。

“好奇號”探測器重達1噸,像是一輛小型SUV,帶有10臺科學儀器,是人類迄今送往火星的最大、最先進的探測器。許多美國觀眾表示,很久沒有為一個科學任務而變得如此情緒化,在這一點上也許只有阿波羅任務能與之相提并論。

美國宇航局給予了“好奇號”很大的希望。在科學上,它將繼續美國宇航局“跟著水走”的策略,尋找火星上可能的支持生命存在的基本物質。另一方面,美國宇航局將任務宣傳得像是一部好萊塢大片,也有非?,F實的考慮。2012年2月,白宮發布了2013財年的預算,要求美國宇航局在行星科學方面砍掉20%的預算,在未來幾年里可能還會有進一步削減。削減的經費主要來自于火星項目。據估計,火星項目經費將從2012年的5.87億美元跌至2013年的3.6億美元,到了2015年可能只有1.89億美元。

美國宇航局分管科學的副局長格隆菲爾德(John Grunsfeld)2012年早些時候說:“我想,讓項目復活的方法就是讓更為廣泛的社會理解到它的價值,而隨著火星科學實驗室(即“好奇號”)的登陸,我們有了這樣一個機會。將會有很大的透明度,一些真正的發現,一些真正有趣的發現,講述這些令人興奮的工作可以對科學產生影響力。”

當地時間2012年8月5日,好奇號登陸火星后傳回的第一張圖片。 (東方IC/圖)

身負重任

在“好奇號”的下降階段,它攜帶的下降相機(MARDI)向下拍攝,記錄下了部分下降和著陸過程。著陸之后幾個小時,數百幅由這臺相機拍攝的低分辨率照片就傳回了地球。在畫面上,工作人員看到了觸地之前兩分半鐘時隔熱罩分離后飛開的景象。鏡頭中拍攝到的黃色地面正是“好奇號”此次任務的目的地,一個叫做蓋爾的隕坑。

蓋爾隕坑位于火星的赤道地帶。這個隕坑的直徑有154千米,據估計已經形成了35億到38億年。在隕坑的中心有一座5500米高的山。就是因為有了這座山,“好奇號”便有可能勘察到豐富的巖層,這也就讓地質學家有機會讀出火星環境在過去幾十億年里的變化。最關鍵的問題是:火星在其歷史上是否曾經適合生命存在,那是在什么時候,持續了多長時間?

“好奇號”攜帶的“化學相機”能夠發射出激光,擊中7米之外的巖石或土壤。被激光擊中的物質會產生出等離子體,“相機”進而觀測等離子體的光譜,它的分光儀能夠測定6144個不同波長的光,從而確定目標物的成分。類似這樣的尖端儀器一共有10臺,許多都是第一次在火星任務中使用。

在未來的幾周里,MARDI將繼續向地球傳回“好奇號”下降過程中拍攝的低分辨率和高分辨率彩色照片,總計超過1500張。這些照片將會組成動畫供公眾觀看,同時也會精確確定“好奇號”的著陸地點。

“好奇號”火星探測器于2011年11月26日發射升空,登陸火星之后將開展長達兩年的科學考察。MARDI只是它攜帶的17架相機中的一架。

“好奇號”著陸之后狀態良好。“她現在進入了地面模式。‘好奇號’的地面任務現在開始了。”項目主管麥克·沃金斯(Mike Watkins)2012年8月6日在噴氣推進實驗室表示。地球上,操縱“好奇號”火星車的工作人員也都開始轉入地面工作模式。

網絡編輯:小碧

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