如何駕駛火星漫遊車“好奇號”?事實上並沒有操縱桿
據國外媒體報導,在距地球約1.26億公里的那顆廣闊而貧瘠的紅色星球上,一台與小型越野車差不多大的機器人在日出後醒來,開始等待地球發來的指令。過去六年來,它幾乎日日如此。火星時間約9點30分,它收到了一條來自美國加州、15分鐘前發出的信息。
圖為“好奇號”今年6月7號在火星上的“自拍照”。
“向前開10米,轉向方位角45度,然後打開自主模式,開始駕駛。”
“好奇號”火星漫遊車執行了這些指令,慢慢駛向指定地點,時速介於35至110米之間。受電池和其它配置限制,它每天最多只能開100米左右,目前最長記錄是一天220米。
到達指定地點後,好奇號搭載的17台攝像機開始給周邊環境拍照。它配備的激光器能夠震碎岩石。其它工具則能在某塊特定的岩石上鑽孔,藉此研究小型樣本。
火星時間下午5點左右,好奇號將等待三顆NASA火星衛星從頭頂掠過,然後發送數百兆科學數據,通過大型地面天線傳送給地球上的人類。
微型實驗室
在馬里蘭州NASA戈達德航天飛行中心34號樓1樓,有一個很大的、沒有窗戶的房間,裡面塞滿了科學儀器和計算機。每天下午1點,科學家們便聚集在這裡,分析好奇號傳回的數據。他們仍在尋找火星上的生命跡象。
好奇號上裝有一套體積與微波爐相當的化學實驗室,名為“火星樣本分析儀”(SAM)。該分析儀副首席調查員查爾斯•馬勒斯賓(Charles Malespin)稱,好奇號內部有一個“微型化的奇蹟”,“這是NASA送往其它星球的最複雜的設備。”馬勒斯賓指出。自2006年來,他便一直投身於該項目之中。
NASA科學家查爾斯•馬勒斯賓站在一台“火星樣本分析儀”的複製品旁邊。
圖為戈達德中心的法國博士後研究員瑪伊瓦•米蘭。
“火星樣本分析儀”將火星土置於烤箱中加熱至1000攝氏度。岩石受熱後會放出氣體。這些氣體隨後再由其它儀器進行分離和分析,決定樣品的“化學指紋”。接下來,戈達德的法國博士後研究員瑪伊瓦•米蘭(Maeva Millan)再將樣品的“化學指紋”與已知分子的化學實驗進行對比。如果看起來類似,就可以說:“啊,這就是我們要找的分子。”
多虧了火星樣本分析儀,研究人員才能了解到火星上存在復雜有機分子。此外在該分析儀的幫助下,科學家還發現,火星地表的地質年齡比此前認為的年輕得多。“假如你要去火星,你肯定不想隨身攜帶火星上已經擁有、可以當做資源的東西。”馬勒斯賓指出,水就是其中之一,“如果給土壤加熱就能釋放出水源,你只要帶上一台大烤箱,就能獲取你要的水了。”
同理還有各種能用來製作火箭燃料的材料。若能找到這些材料,未來火星將成為火箭的理想補給站。
沒有操縱桿
圖為今年五月,好奇號為採集樣本鑽出的一個2英寸深的孔。
好奇號的駕駛團隊則駐紮在美國的另一邊——加州帕薩迪納的NASA噴氣推進實驗室,由20幾名科學家組成。
“我每天最開心的時刻就是坐下來觀察火星傳回的圖片,看看好奇號現在身處何處。”駕駛團隊成員弗蘭克•哈特曼(Frank Hartman)表示。他此前還參與過“機遇號”的駕駛團隊。“有時我感覺,我可能是地球上頭一個看到這些照片的人。”
火星駕駛員的主要工作是編寫漫遊車第二天的命令序列。這裡的“天”指的是火星日,約24小時40分鐘。火星漫遊車上可沒有操縱桿,也無法實現實時通訊。無論駕駛員什麼時候意識到出了問題,無論是機遇號被沙塵暴“活埋”、還是好奇號的輪子被石頭扎破,信號的傳遞都會存在延遲。今年年初,好奇號的鑽機還出現了故障,花了幾個月時間才解決這一問題。
“我們此前從未去過這些地方。”哈特曼說道,“所以我們必須明白,自己對可能遭遇的情況幾乎一無所知。”
年復一年,這些科學家逐漸對自己駕駛的漫遊車產生了感情。當機遇號結束了14年的火星生涯、陷入沉寂之後,哈特曼和同事們都感到悲傷不已。
用哈特曼的話來說,機遇號已經“光榮退休了”。
好奇號發射於2012年,目前行駛里程僅19.75公里。它還要一年才能抵達自己的目的地:夏普山(Mount Sharp)。此後再過幾個月,它就不再是火星上的獨角了——美國和歐洲將各發射一台火星漫遊車,預計將於2020年抵達火星。