“好奇”號(hào)的一小步 人類的一大步

□嚴(yán)天陽(yáng)

在2009年一項(xiàng)面對(duì)美國(guó)中小學(xué)生的火星探測(cè)車命名賽中，6年級(jí)華裔小學(xué)生馬天琪脫穎而出，一舉奪魁。她給火星探測(cè)車起的名字如今眾人皆知——“好奇”。

42年前，阿姆斯特朗的足跡第一次留在月球坑洼的表面時(shí)，他興奮地對(duì)登月艙駕駛員說(shuō)：“這是個(gè)人的一小步，但對(duì)人類來(lái)說(shuō)是一大步”。就像曾經(jīng)有人預(yù)言過(guò)，人類百米的紀(jì)錄不會(huì)突破10秒，或許阿姆斯特朗也不會(huì)知道42年后的今天，人類的觸角已經(jīng)延伸到了距離地球5700萬(wàn)千米的火星。這個(gè)長(zhǎng)度是地球和月球之間距離的150倍，人類為此已經(jīng)奮斗了近半個(gè)世紀(jì)。

北京時(shí)間2012年8月6日，美國(guó)航空航天局（NASA）發(fā)射的火星探測(cè)器“好奇”號(hào)成功登陸火星，開始對(duì)火星進(jìn)行探測(cè)。雖然這不是人類的探測(cè)車第一次成功登陸火星并進(jìn)行研究，但是又有誰(shuí)能夠否認(rèn)今天“好奇”號(hào)的一小步不會(huì)是人類的一大步呢？

8月23日，“好奇”號(hào)完成了首次試車。這一小步真的很小，它緩緩地前進(jìn)了4.5米，之后順時(shí)針轉(zhuǎn)彎120度，又后退行駛了2.5米，直接行駛距離只有7米。也許，這7米的路程只相當(dāng)于我們平常走10步而已。然而，大家要知道的是，它的前輩“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)在為期3個(gè)月的主任務(wù)階段一共只移動(dòng)了不到1600米，而“好奇”號(hào)已經(jīng)在5分鐘內(nèi)移動(dòng)了7米。同時(shí)，它將在一個(gè)完整的火星年，也就是687個(gè)地球日的時(shí)間里，在火星崎嶇的地面前進(jìn)約20千米。“好奇”號(hào)的一小步，將是人類歷史上的一大步，它濃縮了許多科學(xué)家的智慧結(jié)晶。

默默付出的輔助英雄

如果大家平常有玩DOTA，一定會(huì)知道這游戲中有一類英雄：他們包雞包眼，讓線讓野，團(tuán)戰(zhàn)的時(shí)候沖在最前卻毫無(wú)怨言。這就是輔助英雄，而“好奇”號(hào)作為一位后期需要執(zhí)行重大探測(cè)任務(wù)的主角，它的身邊也有一位輔助英雄，或許大家都不會(huì)知道它的名字——“天空起重機(jī)”。

曾經(jīng)，“好奇”號(hào)的前輩們?cè)诨鹦巧隙际菃未颡?dú)斗，赤手空拳。終日孤獨(dú)地飽受著火星沙石的沖擊，默默地品嘗陰晴冷暖。但這次不同了，在“好奇”號(hào)的著陸過(guò)程中，科學(xué)家們第一次使用了輔助設(shè)備助降——“天空起重機(jī)”。

它們倆以組合體的形式一同降落在火星，在經(jīng)過(guò)大氣摩擦減速和降落傘減速后，逐漸靠近火星表面。與此同時(shí)，“天空起重機(jī)”開啟反沖推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)入有動(dòng)力的緩慢下降階段。當(dāng)反沖推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)將這對(duì)組合體的速度減緩至0.75米/秒之后，一種全新的落地方式出現(xiàn)了?！皺C(jī)遇”號(hào)和“勇氣”號(hào)在著陸火星的時(shí)候，都利用反沖推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助，在距地面一定距離后，關(guān)閉動(dòng)能，自由落地。而“好奇”號(hào)的出場(chǎng)則優(yōu)化了很多——“天空起重機(jī)”將它從機(jī)內(nèi)吊出，并懸掛在下方，當(dāng)距離地面一定高度后，纜繩會(huì)被自動(dòng)切斷?！昂闷妗碧?hào)成功落地后，“天空起重機(jī)”將在距離“好奇”號(hào)一定安全距離范圍內(nèi)再行著陸。

也許有人會(huì)覺(jué)得，一個(gè)小小的著陸方式的改變真的會(huì)有這么大的影響嗎？當(dāng)然！“機(jī)遇”號(hào)和“勇氣”號(hào)在落地時(shí)都曾受到不同程度的損傷，就好比你把一輛遙控賽車從高處丟下，它能完好如初么？這對(duì)火星探測(cè)器日后的研究工作會(huì)有很大的影響。其次，落地方式的改變意味著能源的節(jié)省?！昂闷妗碧?hào)前輩們的能源在著陸時(shí)消耗了很多，這讓它們的工作時(shí)間不得不減少。科學(xué)家們都希望效率最大化，發(fā)射一次火星探測(cè)器就希望它能盡可能長(zhǎng)時(shí)間地工作，這樣的科學(xué)探測(cè)效率才能達(dá)到極致。最后，這次“好奇”號(hào)以組合體的形式登陸，有了“天空起重機(jī)”相隨，也就有了良好的后勤保障。倘若“好奇”號(hào)在探測(cè)過(guò)程中遭遇不測(cè)，“天空起重機(jī)”仍有機(jī)會(huì)將它得到的寶貴資料傳回地球。有了一位默默付出的輔助英雄，將會(huì)事半功倍，就好似背后平添了無(wú)形的巨大后盾。

好的裝備是勝利的開始

筆者也跟大家一樣，在閑暇時(shí)間愛(ài)玩玩魔獸世界。在魔獸世界里，人物的等級(jí)也許遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有裝備的等級(jí)來(lái)的重要。如果兩個(gè)人物的等級(jí)相當(dāng)，那么完美的裝備壓制將是取得勝利的重要關(guān)鍵。就此而論，“好奇”號(hào)因能源裝備的優(yōu)勢(shì)而遠(yuǎn)超它的前輩了。

為了讓太空探測(cè)器能更長(zhǎng)時(shí)間地工作，科學(xué)家們?cè)缫呀g盡腦汁。以往最常規(guī)的能源利用方式是在機(jī)器上安裝太陽(yáng)能電池板，包括“機(jī)遇”號(hào)和“勇氣”號(hào)都是如此。然而火星特殊的地理環(huán)境決定了太陽(yáng)能電池板終將被取代。

火星距離太陽(yáng)2.27億千米，大約是地球到太陽(yáng)距離的1.5倍。在火星上，太陽(yáng)能必定不會(huì)十分充足，光照也會(huì)受到影響。此外，使用太陽(yáng)能電池板的火星車受制于火星季節(jié)變化，電池板提供的能量也十分有限。

“他山之石，可以攻玉”?！皺C(jī)遇”號(hào)和“勇氣”號(hào)的探測(cè)火星之旅，使科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到能源利用方式存在的問(wèn)題。而這一次，他們?yōu)椤昂闷妗碧?hào)裝備了一臺(tái)多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，就是核動(dòng)力。有了核能的加入，“好奇”號(hào)如虎添翼。此外，取消碩大的太陽(yáng)能電池板后，“好奇”號(hào)身手更加矯健。好的裝備是勝利的開始，人們對(duì)“好奇”號(hào)的業(yè)績(jī)將更有期待。

“好奇”號(hào)的核動(dòng)力的組成部分主要包括：一個(gè)裝填钚-238二氧化物的熱源和一組固體熱電偶，這組固體熱電偶可以將钚-238產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電力。

核動(dòng)力的使用不僅讓“好奇”號(hào)的行動(dòng)免受太陽(yáng)光照的影響，更讓它有了大展拳腳的空間?！昂闷妗碧?hào)的核能系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用壽命為14年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太陽(yáng)能電池板，將為“好奇”號(hào)在一個(gè)火星年的探測(cè)活動(dòng)提供充足動(dòng)力。除此之外，由于“好奇”號(hào)承載了眾多科學(xué)儀器和攝錄裝備，它的體重已遠(yuǎn)非其前輩所能及，達(dá)到了900千克，與13個(gè)成年人的體重相當(dāng)。該系統(tǒng)不僅能保證諸多儀器同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，還能自如地

拖著這“13個(gè)人”前進(jìn)。

科學(xué)多面手

幾年前，曾有一款風(fēng)靡全球的益智游戲——植物大戰(zhàn)僵尸，相信不少人都曾玩過(guò)。其中有一類植物大家都不會(huì)陌生，那就是“寒冰射手”。它射程遠(yuǎn)，射速快，威力大，還能減緩僵尸的行進(jìn)速度，是實(shí)實(shí)在在的多面手。而此次“好奇”號(hào)出征火星，同樣凝結(jié)了眾多科學(xué)家的智慧。在探測(cè)火星的旅途中，它不僅充當(dāng)了氣象學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家，同時(shí)也擔(dān)任了攝像師和攝影師的重要角色。

在“好奇”號(hào)之前，所有火星車著陸器都沒(méi)有安裝可提取巖石內(nèi)部樣本的工具，“好奇”號(hào)的出現(xiàn)改變了這一狀況——它可以利用機(jī)械臂末端的鉆頭鉆入巖石內(nèi)部取樣。而“好奇”號(hào)攜帶的化學(xué)與礦物學(xué)分析儀，還將在火星上首次使

用X射線衍射技術(shù)分析樣本，這將令“好奇”號(hào)本領(lǐng)遠(yuǎn)超“機(jī)遇”號(hào)和“勇氣”號(hào)。

北京時(shí)間8月20日，“好奇”號(hào)第一次向一塊火星巖石發(fā)射激光束。激光能量將巖石中的原子轉(zhuǎn)變成發(fā)光的離子漿。同時(shí)，“好奇”號(hào)用望遠(yuǎn)鏡捕捉巖石上發(fā)出的火花，并用三個(gè)分光計(jì)對(duì)其進(jìn)行分析。在這一過(guò)程中，“好奇”號(hào)攜帶的攝錄工具也已把整個(gè)過(guò)程完整地紀(jì)錄下來(lái)并回傳給地球的科學(xué)家們。

其實(shí)無(wú)論是利用激光射擊巖石，還是對(duì)巖石內(nèi)部進(jìn)行取樣，亦或是分析巖石內(nèi)部構(gòu)成，這所有的動(dòng)作都是為了同一個(gè)目標(biāo)——探測(cè)火星上的巖石到底由何種元素構(gòu)成。一旦科學(xué)家們掌握了火星巖石的具體信息，那么也就能推斷出火星上到底存不存在生命跡象，火星是否真的適合人類居住。

“好奇”號(hào)在火星上走出的每一小步都將是人類的一大步。它將擴(kuò)大人類對(duì)火星的探索領(lǐng)域，并有助于科學(xué)家更好地判斷這顆紅色行星是否存在水。“好奇”號(hào)在這顆紅色行星上進(jìn)行的一切活動(dòng)，都將為人類探索深邃的宇宙做充足的準(zhǔn)備。

人為什么是人，為什么從未中斷過(guò)邁向宇宙的腳步？也許簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就是好奇！