美國宇航局”好奇號”火星車正在挑戰最艱難的攀登之旅
美國國家航空航天局的好奇號漫遊車將迎來它在火星上的第11 個年頭,它將做它最擅長的事情:研究紅色星球的表面。這個無畏的機器人最近調查了一個綽號為”Jau”的地方,那里布滿了數十個撞擊坑。科學家們很少能在一個地方近距離觀察到如此多的火星撞擊坑。據估計,最大的隕石坑至少有一個籃球場那麼長,不過大多數要小得多。
Jau是漫遊車進入夏普山山麓的一個中轉站,夏普山高3英里(約合5公里),數十億年前被湖泊、河流和溪流覆蓋。山的每一層都是在火星古老氣候的不同時期形成的,好奇號爬得越高,科學家們對地貌隨時間變化的了解就越多。
好奇號使用導航攝像頭查看軌跡: 美國宇航局的”好奇號”留下了幾組軌跡,漫遊車在嘗試這次任務所面臨的最困難的攀爬時,在這些軌跡上出現了故障,或者是在驅動過程中意外停止:一個有著23度急劇傾斜的斜坡、濕滑的沙子和車輪大小的岩石。圖片來源:NASA/JPL-Caltech
在過去的幾個月裡,好奇號的上山之路是有史以來最艱難的一次攀登。曾經有過更陡峭的山路和更危險的地形,但好奇號從未遇到過這個斜坡所帶來的三重挑戰:23 度的急劇傾斜、濕滑的沙子和車輪大小的岩石。這三重挑戰讓漫遊車在5月和6月艱難地完成了半打的駕駛,讓地球上的好奇號駕駛員們苦惱不已。
南加州美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的好奇號漫遊車駕駛員艾米-黑爾(Amy Hale)說:”如果你曾經試過在海灘上的沙丘上奔跑–我們基本上就是在這樣做–你就會知道這很難,更何況那裡還有巨石。”
黑爾是15名”漫遊車規劃員”之一,他們每天都要編寫數百行代碼來指揮好奇號的移動系統和機械臂。(他們並不實時操作漫遊車;指令在前一天晚上發送到火星,只有在漫遊車完成工作後,數據才會傳回地球)。這些工程師與科學家合作,確定漫遊車的方向、要拍攝的照片,以及使用其7 英尺(2 米)機械臂上的儀器對哪些目標進行研究。
但是,漫遊車規劃人員還要時刻注意危險。他們必須編寫指令,以繞過尖銳的岩石,並儘量減少好奇號磨損的車輪。團隊中的地質學家利用他們在地球上的實地經驗,幫助尋找深沙和不穩定的岩層。在這次任務中,他們甚至還負責測量峽谷壁是否會阻礙與地球的無線電通信。
好奇號在”Jau”觀察一個環形山: 7月25日,也就是這次任務的第3899個火星日,NASA的好奇號使用它的Mastcam在一個暱稱為”Jau”的地方拍攝到了這個撞擊坑。這是”好奇號”在完成了有史以來最艱難的一次攀登後停留過的數十個撞擊坑之一。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/MSSS
好奇號在攀登到焦的過程中從未遇到過危險: 團隊沒有計劃任何可能損壞漫遊車的事情,而且計劃人員編寫的指令會讓好奇號在遇到任何意外時停止前進。當車輪打滑過多或車輪被大石頭抬起過高時,就會發生意外停止,在前往焦的途中,漫遊車多次遇到這兩種情況。
JPL的”好奇號”戰略路線規劃負責人戴恩-肖倫(Dane Schoelen)說:”我們基本上是在玩故障賓果遊戲。每天我們來的時候,都會發現我們因為這樣或那樣的原因出現了故障”。
Schoelen和他的同事們沒有繼續在原來的路線上掙扎,而是設計了一條橫向迂迴路線,他們盯上了大約492英尺(150米)遠的一個地方,那裡的坡度趨於平緩。至少看起來是這樣: 規劃人員依靠美國宇航局火星勘測軌道飛行器(NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter)提供的圖像來大致了解地形,但太空拍攝的圖像無法準確顯示斜坡有多陡或是否有巨石。
好奇號艱難攀登地圖: 這張地圖顯示了美國宇航局的好奇號火星車從2023年5月到7月完成任務中最艱難攀登的路線。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/USGS-Flagstaff/亞利桑那大學
除非地形隱藏著更多的驚喜,否則繞道會給前往焦的旅程增加幾週的時間。如果是這樣的話,繞道可能就白費了,研究小組的科學家們將不得不繼續尋找另一條登上夏普山的道路。
幸運的是,繞道成功了,好奇號終於登上了山坡。”終於翻過了山脊,看到了那令人驚嘆的美景,感覺棒極了,”Schoelen 說。”我整天都在看火星的圖像,所以我真的能感受到火星的地貌。我經常感覺自己就站在好奇號旁邊,回望它已經爬了多遠。
自艱難的攀爬過程開始以來,好奇號的科學家們已經結束了對焦隕石坑群的調查。隕石群在火星上很常見,當流星在火星大氣層中碎裂,或者當碎片被更遙遠的大型流星體撞擊拋起時,就會形成隕石群。科學家們希望了解富含鹽分的地形中相對較軟的岩石是如何影響隕石坑的形成和隨時間變化的。
儘管”好奇號”在火星上經歷了這麼多,但漫遊車並沒有放慢腳步。它很快就會再次出發,去探索夏普山上更高的新區域。