为“火星快车”擦亮眼睛
2004-04-29王旺
王 旺
在欧洲太空总署“火星快车”探测中,有一个中国人受到世人的关注,他就是北京大学的空间物理和应用技术研究所副所长、德国马普高空物理所客座研究员王劲松博士。
做“火星快车”的“耳朵”
“拟人”是王劲松擅长的表达方式。他说,自己其实是在“火星快车”母船的“耳朵”部分工作。“耳朵”是个雷达,学名叫火星地下分层及电离层探测雷达。
这个“耳朵”的天线长达40米,发射的电波能穿透到火星地表以下几公里。“耳朵”向火星发送电波,然后接收回波加以数据分析和处理。工作原理是,电波发送后,经过大气层、火星地层、地表下的水。大气层中的电离层和水对电波都有较大影响,而火星地层对电波的影响较小,所以对“耳朵”部分的工作人员来说,最重要的是分清是哪一部分对电波产生影响,然后把不是水的那部分影响剔除掉。
但是,火星大气层中的电离层会干扰探测的进行。王劲松博士说,这好比一架不错的望远镜,但镜片前面却有一层雾,火星上的电离层就好比这层雾,它会干扰和衰减探测信号,影响探测的结果。“我们的工作就是帮助探测雷达擦掉这层雾”,让雷达看到真实的火星地下结构,特别是可能的“地下水库或冰库”,帮助“火星快车”获得精确结果。除了新研制的探测雷达,“火星快车”上携带的一架立体、彩色照相机,分辨率可以达到2米,即便在火星上放一张办公桌,在几百公里高空的“火星快车”上都能拍得下来。
王博士说,他并没有参与此次计划的最核心部分。假如“火星快车”计划是块蛋糕,他没有参与蛋糕的制作过程,只是在分析或研究蛋糕的过程中贡献了他自己的一点力量。
“最乐观的预期是直接找到生命”
“火星快车”最乐观的预期是:登陆成功和所有仪器不出故障,百分百能找到水,水有多少和怎么分布。其次是找到生命存在的某种迹象和证据,比方说化石、恐龙蛋、粪便等。第三是找到适合于人类理解的生命存在的某种环境,最后是火星表层的化学反应。
如果直接找到生命,或者生命存在的确切证据,比方说拍到一张动物奔跑的照片。这是最疯狂的设想。悲观地说,是毛骨悚然,乐观地说,是欣喜若狂。它将完全改变人类的宇宙观,这当然是最乐观的预期。中性的表述应该是,我们正准备面对一次人类历史上没有前例而且相当长时间内没有后来者的冲击。
几个世纪以来,火星上是否有生命存在的可能性,一直是人类关注的热点,人们产生许多近乎虚幻的狂想。有人认为金字塔之谜、玛雅文化的困惑等等悬而未决的世纪疑团有可能与火星相关,科幻小说、电影等都用艺术手法展现人们无穷的想象力,在这里人们可以淋漓尽致地发挥。然而,如果这一切成为现实,地球人类将会怎样?
据王博士的分析,他认为对火星上生命的探测有可能影响人们的哲学思考和价值观,进而改变人们的宇宙观,改变地球为中心的“地球沙文主义”。人们在发现自己生活的地球之外还有“邻居”——其他生命形式的存在。这是悲喜交加的感情,对人类思想产生的冲击和颠覆无法估量。人们过去对生命和思维的定义都有可能重写,人们的极限认识再次突破。这种探索在科学家们的思想中充满了冲撞和激情。
入选欧洲火星计划专家阵容
王劲松1991年毕业于北京大学空间物理专业,1994年北大空间物理专业获硕士学位,1997年在中科院空间中心获博士学位,随后在北大与肖佐教授合作,从事博士后研究2 年。现为北大空间物理专业副教授。
王博士建立了我国第一个二维时变热层—电离层耦合模型,利用该模型并结合观测资料,系统研究了日食的电离层效应、声重波传播。最近通过国际合作,成功地将该模型的有关思想应用于火星电离层研究,预言了火星电离层顶部的新波模,解释火星沙尘暴期间电离层峰值浓度与高度的变化,是国内电离层领域优秀年轻骨干。
1999年3月,欧洲太空总署决定集中各国航天优势,于2003年发射欧洲“火星快车”探测器,探索火星的奥秘,借此回答关于火星上是否有水以及生命的种种疑问。
2001年1月,在全球众多应试者中,刚过30岁的王劲松副教授,由于在地球电离层研究上的成就和北大科学家们在国际上的良好声誉,被欧洲火星计划项目组选中,到德国马普高等高空物理研究所参与欧洲“火星快车”计划,负责“擦亮”火星快车的眼睛。
据悉,我国研究火星的科学家屈指可数,直接加入实际探测的少之有少,而王博士是极少数参与的科学家之一。
想做天文学家
王劲松1970年出生在湖北监利乡村。他1987年7月毕业于监利一中,以优异的成绩考取北京大学地球物理学系。
监利一中教师彭峰曾担任王劲松的班主任,他是最早发现这个学生潜能的人。“考进一中时,他是最后一名。”彭老师透露,王劲松的中考成绩并不突出,且英语成绩很差。
进校不久,学校举办秋季运动会,班上几乎没有人报名。王劲松当时年纪最小、个子也小,但对集体活动显得很热情,报了5000米长跑。
在比赛中,别的选手跑到终点时,王劲松还剩两圈。虽然成绩最差,但他咬牙为集体争荣誉的精神,给全校师生留下了深刻印象。
到高二时,王劲松开始长个子,各科成绩直线向上,随后长期“霸占”年级前三名。彭老师力排众议,让他当上了班长。
1987年,他以理科598分的成绩考取北大空间物理系。其后经常回母校串门,为师弟师妹们讲解学习技巧,很受欢迎。
王劲松从小对天文一直很爱好,当年他的愿望是想做天文学家,后来因为高考的时候,这个专业不在湖北招生,他只好报考了一个相近的空间物理。大学毕业后十多年一直从事空间物理研究。2001年他开始到欧空局工作时,也没有想到跟天文挂钩,如今却做起“火星快车”的“耳朵”来了。可见兴趣是引向成功之母。