資料來源：南方日報
2005年5月12日
黃永明 按照最初的設計，兩部漫游者機器人將會在火星上工作90個火星日 。然而出人意料的是，漫游者的健康狀況非常好，最終它們可能會 在火星上工作1000個火星日。所以假如一切如願，那麼現在正是漫 游者火星之旅的中點 假如向一張展開的世界地圖上隨意擲一枚硬幣，則這枚硬幣很可能 會葬身“汪洋大海”。那麼，假如向火星地圖上擲硬幣，又會發生 怎樣的情況呢？2003年，8億美元化作了美國宇航局的兩枚“硬幣 ”飛向火星。這兩枚“硬幣”的名字叫做“火星探索漫游者”，是 兩部能夠在火星上漫步的機器人。從它們分別在2003年底和2004年 初登陸火星，至今，它們已經在那裏度過了將近500個火星的日日 夜夜，也經歷了許多奇遇。 小旋風相伴 漫游者作為繼1997年的火星探路者之後首次登陸火星的美國探測器 ，它們再三延長的探索活動背後始終存在一個疑團，甚至有人開玩 笑說，也許是火星人在搞鬼。這個疑團就是：漫游者為什麼會有這 麼好的精神？ 漫游者是靠太陽能板來穫得能量的，所以當火星上的塵土慢慢將太 陽能板遮蔽起來，它們也就會失去活力。最初的90天任務就是據此 確定的。但奇怪的是，在漫游的過程中，兩部機器人－－－勇氣號 和機遇號－－－太陽能板上的塵土數次被外力清除了，這是科學家 們始料不及的。 最近的一次這種情況就發生在今年3月。正常情況下，勇氣號和機 遇號的太陽能板分別能為它們提供每天0.9千瓦時的電力，但在3月 5日，科學家小組發現勇氣號太陽能板的電力迅速下降到了0.35千 瓦時－－－下降了將近2／3。勇氣號攜帶的相機拍攝了它的太陽能 板，照片顯示，太陽能板上已經蒙上了厚厚的一層塵土。科學家們 不由得担心，勇氣號的旅程或許將就此結束。 但是奇跡出現了。就在人們一籌莫展之際，火星上颳起了陣陣小旋 風。小旋風輕輕鬆松就把勇氣號太陽能板上的塵土給吹走了。勇氣 號太陽能板的電力也回升到了每天0.8千瓦時，勇氣號轉危為安。 與此同時，勇氣號的相機也首次抓拍到了火星小旋風的照片。 科學家相信，就是這種火星小旋風一次又一次吹走了勇氣號太陽能 板上的塵土，使得它的漫游得以繼續。那麼，身處火星另一面的機 遇號的太陽能板上的塵土又是如何被清除的？科學家們至今還沒有 得到明確的答案。漫游者項目的首席科學家史蒂夫•斯庫裏斯說， 風也許起到了幫助作用，但還不完全是風的作用，或許還有霜，他 們目前尚不能很好地理解這一現象。 遇到大麻煩 勇氣號也並不總是那麼幸運的，它曾經遇到過大麻煩。去年夏天， 它的右前輪突然不能正常轉動了，好像是有什麼東西卡住了它的齒 輪箱。 勇氣號和機遇號是設計上完全相同的雙胞胎機器人，它們都有六個 輪子，每個輪子高25厘米。它們靠這些輪子在每天的工作時間裏最 多可以行進大約100米。看上去這種速度可真夠慢的，但要知道， 漫游者的行進速度並不是由它們的輪子決定的。漫游者攜帶的科學 儀器要將穫得的數據處理妥善後才會允許輪子再向前卷動一點。著 陸點附近的“路況”是當初選擇著陸點的重要依據之一。任何高於 25厘米的障礙物對於漫游者來說都是不可逾越的。 為了弄清勇氣號右前輪的故障原因及解決辦法，工程師們開始用實 驗室裏1︰1的漫游者模型來模擬火星上的情況。這個模型足以亂真 ，就連漫游者上的最小部件都不放過。工程師們一面利用模型反覆 琢磨出了故障的輪子和齒輪箱，一面控制勇氣號暫時用五個輪子行 走。在設計上，漫游者的六個輪子都是可以獨立控制的。 工程師們想盡辦法，花了數月時間才確認原來是潤滑劑出了問題－ －－潤滑劑不能正常注入齒輪箱。於是，他們讓右前輪多休息少工 作，並且工作中一半時間前進一半時間倒退，最終又使得潤滑劑能 夠正常注入齒輪箱，化解了危機。 機遇號的輪子在今年4月13日也出現故障，目前地面人員已經失去 了對它的控制。機遇號靠5個輪子仍然能夠行走，但動作的精準程 度會受到影響。最近它似乎又陷在了沙子裏，動彈不得。工程師們 正在地球實驗室中透過操控模型來尋找解救它的方案。 在海邊漫步 在過去的時間裏，機遇號在火星上的最大發現，就是它正站在一條 古老的海岸線上。它發現，火星上曾經比現在溫暖和濕潤得多，曾 經存在過含有鹽分的液態海洋。這一發現還被《科學》雜誌評為了 2004年最大的科學突破。 機遇號最初穫得的一條線索是灰赤鐵礦。灰赤鐵礦其實就是一種鐵 鏽，地球上大部分的鐵在地球形成早期沉到了地心，而火星因品質 比地球小得多，就有很多鐵留在了它的表面，為灰赤鐵礦的形成提 供了原料。在地球上，灰赤鐵礦廣泛地存在著，你通常可以在靜水 、溫泉中找到它，有時火山活動也可以帶來灰赤鐵礦。所以，灰赤 鐵礦的存在就意味著很可能有液態水存在。 後來，機遇號透過對火星岩石的分析又陸續發現了其他四條證據， 它們共同強烈暗示著火星上曾存在液態海洋。機遇號在岩石中及岩 石周圍發現了直徑為數厘米的球狀物體，它們的化學組成與岩石不 同，它們應該是由液態水中的物質凝固而成的；機遇號的照片中顯 示，岩石上有一些扁平的小洞，這些小洞應該是結晶體在水中分解 後遺留下來的；機遇號的光譜儀在岩石內部探測到了大量的硫磺， 這些硫磺只有可能來自於水環境中形成的硫酸鹽；機遇號的另一架 光譜儀找到了黃鉀鐵礬，這是一種通常在水中形成的罕見物質。 機遇號發現火星海洋之後不久，勇氣號在火星的另一面也發現了液 態水留下的痕跡，隻不過那裏的水看起來要少很多。它們倆的發現 共同暗示，過去的火星比現在要溫暖和濕潤，是一個適合生命存在 的環境。 打磨器磨禿了 從設計上來講，漫游者本身並不具備發現火星生命的能力。英國《 新科學家》雜誌在漫游者登陸火星一週年之際曾評論說，要想回答 人們追尋已久的火星生命問題，惟一的辦法就是人類親自踏上火星 去看一看。 實際上，包括漫游者在內的火星探測器都將為人類登陸火星的地點 選擇提供幫助。科學家們在擲漫游者這兩枚硬幣時就頗花費了一番 心思。除了前面提到的“路況”問題外，還有另一個重要的決定因 素，就是著陸點要具有高度的科研價值，用項目科學家的話來說， 就是“跟著水走”。科學家最終從155個候選地點中選出了兩個： 一個是巨大的古謝夫隕坑，一個是梅裏迪亞尼平原。所以，兩枚“ 硬幣”並不是隨意擲出去的。 每一個漫游者都像是一個全副武裝的地質學家，它們在考察火星岩 石的時候有一件利器－－－岩石打磨器。岩石打磨器上鑲嵌著鑽石 ，能夠在兩個小時的時間裏在任何可及的岩石上打磨出一個直徑45 公厘、深5公厘的淺坑。這些聽上去很淺的小坑在尋找水的過程中 幫了科學家的大忙。因為打磨工作能夠把層岩表層受到環境影響的 部分去除掉，從而看到層岩內部更原始的狀態。 現在，岩石打磨器上的鑽石都已經被磨光了，已經不能像起初那樣 把岩石打磨出一個坑來。但即便是這樣，用它在岩石上磨一磨，也 仍然會對科學家研究地質起到幫助。 給落日拍照 依靠太陽能，漫游者兄弟日出而作，日落而息。機遇號就連在觀察 日落的過程中也能發現不同尋常的東西。 登陸火星大約一個月後，機遇號在一天下午5點30分的時候（火星 時間），向著火星的地平線方向捕捉到了一組日落的照片。照片裏 ，藍色的天空上一個不大的白點正位於遠山上方，白點四周還有一 圈藍暈。 從這組照片中可以看出，太陽在落山的過程中，其光芒被越來越多 的沙塵所阻擋。沙塵的程度要比美國宇航局前一個火星登陸任務中 所觀察到的多得多，大致與城市中糟糕的揚沙天氣相當。 用於此次拍攝火星落日的相機是漫游者攜帶的全景相機。這種相機 是人類迄今送往另一顆行星的最為先進的成像設備，機遇號登陸後 很快就用全景相機對四周進行了360度的拍攝。 欣賞火星“日食” 去年3月，機遇號還有幸首次目睹了火星上的“日食”。也許在這 裡說“日食”會引起誤會，因為火星上的“日食”與我們地球上日 食實在是相差甚遠，但是除此之外也沒有一個更好的稱謂可用。 火星有兩顆自然衛星，它們都比我們的月球小得多，或者可以說， 它們就像是兩塊形狀不規則的巨石。它們的直徑一個相當於23公裏 ，另一個隻相當於13公裏。在視野中，兩顆衛星就僅僅是兩個小黑 點，所以當所謂的火星日食發生時，也僅僅是有兩個小黑點從日面 上經過而已，就像是兩顆會移動的太陽黑子。 機遇號看到的日食是由火衛一引起的。它歷時很短，只有20多秒鐘 時間。這也是火星日食的一個特點。火衛一引發的日食時長大概在 30秒左右，火衛二的長一些，能夠達到3分鐘。相比之下，地球上 的日全食通常會持續數分鐘時間，但不會超過8分鐘。 還曾遭遇UFO 勇氣號登陸後不久，居然在漫步的過程中意外拍攝到了UFO！從它 拍攝的一些照片中可以看到，在火星上空有個顯而易見的黑點。起 初有人猜測，這可能是火星的衛星。如果僅僅從地理位置來講，勇 氣號和機遇號所在的位置倒是的確都能夠觀察到火星的兩顆衛星。 假如置身火星的南北緯70度的範圍內，你將能夠看到兩顆“月亮” 同時掛在夜空。不過，如果檢查更多的照片就會發現，那些黑點時 有時無。 天文學家則懷疑，那也許是正在環繞火星飛行的人類探測器。因為 人類已經先後向火星發射過數十架探測器，其中許多都是環繞火星 運行的軌道探測器，火星上空變得越來越擁擠，看到其中某一架也 不算稀奇。他們猜測，勇氣號拍攝到的可能是美國30年前發射的海 盜號探測器。 但去年夏天，天文學家還是否定了這種猜測。他們給出的最終解釋 是：那個黑點是人類首度看到的火星流星！研究表明，勇氣號拍照 時火星上空正在發生一場流星雨。 展望未來 火星上的一天要比地球上的稍微長一點，確切地說是24小時39分35 秒。按照最初的設計，兩部漫游者機器人會在火星上工作90個火星 日。然而出人意料的是，漫游者的健康狀況非常好，它們的工作也 被一再續約。今年4月初，漫游者項目的科學家宣佈，他們將第三 次延長漫游者的探索計劃，最終漫游者可能會在火星上工作1000個 火星日。 所以假如一切如願，那麼現在就正是漫游者火星之旅的中點。展望 未來的旅程，項目科學家一方面相當樂觀，認為漫游者可以工作到 明年9月份以後；另一方面也十分謹慎，因為今後任何一個故障或 者冒失的操作都有可能讓任務中斷。 今年1月初，美國宇航局的機器和人類探索火星路線圖委員會召開 了第一次會議。按照美國目前的探索火星路線圖，今年8月份將發 射“火星偵察環繞者”探測器，2007年發射“鳳凰號”登陸探測器 ；2009年發射火星科學實驗室，能夠對甲烷作出高靈敏度、高精確 度的探測；2013年到2020年間還將發射能夠將火星物質樣本帶回地 球的探測器。最終的目標是以血肉之軀的宇航員代替鋼筋鐵骨的機 器人，登陸火星。 1 |