“好奇”的火星使命

张唯诚

“我出发啦!”

“好奇”号火星车被减速伞包裹着，呆在一个密封的容器里，它终于在2011年11月26日被送出了地球大气层。此后，它要无声无息地开始长达8个多月的漫长旅行，直到迎来它的目的地——火星。对于“好奇”来说，那将是它火星生涯的第一个严峻考验：它要着陆在这颗红色星球上。

在探索火星的道路上，人类遭遇过多次失败。迄今为止，人类共向火星发射了40枚左右的探测器，但成功的比率不到一半，多数探测器的火星生涯还没有正式开始便宣告结束了。比如近期中国的“萤火一号”火星探测器就随同搭载它的俄罗斯“福布斯一土壤”火星探测器一同失去联系。火星着陆对于所有探测器来说都是—个惊心动魄的时刻。

不过“好奇”装配了更先进的着陆系统，它和此前的火星着陆器并不一样。1996年发射的“索杰纳”和2003年发射的“勇气”和“机遇”号火星车都采用气囊着陆方式，但这种方式对沉重的“好奇”并不合适。2007年发射的“凤凰”号火星车是通过减速推进器的制动作用实现软着陆的。不过，这种方法也出现过失误，1999年“火星极地着陆者”采用这种方法在火星南极预定地点着陆时就与地面失去了联系。

这是2012年的8月，“好奇”结束了寂寞的旅行，以接近每秒6千米的速度进入火星大气层。在离火星表面10千米的地方，它打开降落伞，首先利用降落伞进行减速，并抛弃外部保护壳。当“好奇”距火星表面只有1千米的时候，一个名为“天空起重机”的装置登场了。“天空起重机”是美国宇航局新研制的一种全新着陆装置，它不同于起缓冲作用的气囊，也不同于仅仅起制动作用的减速推进器，它的作用类似于一个强劲有力的“抓手”，直接把“好奇”这辆大型火星车“放”到火星上。

当降落伞也被抛弃后，“天空起重机”放出绳索，”好奇”便被绳索悬吊着慢慢下降，最终被小心翼翼地放在了火星的地面上。当“好奇”的轮子接触地面时，“天空起重机”很快便得到了信号，那是“好奇”发出的“我站在火星上啦!”“天空起重机”于是与“好奇”脱离，为了不伤着“好奇”，它自动飞离着陆点，并在一个较远的地方陨落。

“好奇”的着陆点是盖尔陨石坑，这是科学家们经过十几轮投票后而精心挑选出来的。盖尔陨石坑位于火星赤道以南，直径约150千米，中央有一个由层状沉积物组成的小丘。这样的地形是如何形成的?地质学家们的看法不尽一致，但有一点可以肯定，那就是水参与了这个陨石坑地形的塑造，因为它底部的岩石层是由黏土和硫酸钠构成的，而这两种物质的形成都离不开水。

“我很努力。也很能干”

和以前的火星任务有些不同的是，“好奇”并不仅仅是为了寻找水而来的，它更希望寻找到的是有机分子，这种复杂的含碳分子尽管不是直接的生命信号，但却是形成生命的材料。科学家们相信，盖尔陨石坑会给“好奇”提供更多找到有机分子的机会，因为在地球上这些分子通常保存在完美的颗粒物中，而盖尔陨石坑有很好的黏土层，地形呈多样性，且形成多与水有关，这正是科学家们最终选择盖尔陨石坑的原因。他们相信，在那个地方，“好奇”有可能遇到多种潜藏生命物质的地形，而不是一种。

不过，真要找到有机分子并不容易。科学家们一般认为，火星上的有机分子应该来自太空中不断撞向火星的陨石，但以前的各项任务都没有真正发现它们，其原因有可能是由于有机分子非常容易遭到破坏。远古的有机物质通常被锁在岩石中，它们有可能在被流水冲刷的时候分离出来并生成了二氧化碳气体。假若这些有机物埋藏在地下，地下的热量又有可能破坏它们。即使不被流水和热量所破坏，假若它们存在于地表，宇宙射线和氧化物，例如过氧化氢也有可能切断它们的分子链结构，这样一来它们也同样难以幸免。

好在“好奇”的装备已非它的前辈火星车所能比拟，它向人类提供的有关火星的知识很可能是前所未有的。“好奇”的“火星样品分析仪”是专为寻找火星土壤中的有机物质而研制的，它由质谱仪、色谱仪、光谱仪等精密仪器组成，这个小型车载实验室负责寻找和研究火星上的碳的同位素。在地球上，碳的同位素是生命诞生的基本元素。

在探测岩石方面，“好奇”的本领也大大超过了“勇气”和“机遇”。“勇气”和“机遇”只能通过搡测光谱发现岩石中的特殊元素如铁等，但“好奇”有一架激光蒸发仪，它能在9米开外发射一束激光，然后研究岩石蒸发物的光谱。假若发现了感兴趣元素，“好奇”便会接近岩石，使用一个钻头伸进岩石中提取样品，并将粉状的岩石样品放进光谱分析仪中，利用x射线研究岩石样品的衍射图形。这些“图形”就像矿物的“指纹”，因为每种矿物都有其独特的x射线衍射标记。通过这样的方法，“好奇”号将会告诉我们火星上有些什么矿物和每种矿物的储量，这些信息将透露这些矿物形成时火星的温度、压力、酸度以及其他状态。它们是研究火星形成和演化的重要资料，也是科学家们了解盖尔陨石坑是否有可能存在有机物质的重要依据。

“火星上见，祝我好运哦!”

“好奇”号的正式名称是“火星科学实验室”，是继“勇气”号和“机遇”号之后的新一代大型火星车。它的重量是“勇气”和“机遇”的5倍，长度是它们的2倍，它的6个轮子安装在细长的“腿”上，能够攀爬很陡的斜坡。和“勇气”和“机遇”相比，它的活动范围和机动性能都大幅提高。另外，“好奇”还将为地面提供前所未有的火星精彩照片，这得益它拥有的先进的摄像系统，它的主照相机是一部光学变焦多谱立体相机，还有一部火星手持透镜成像仪，‘它将为人们提供火星地表极佳的特写镜头。

“好奇”的动力来自核燃料钚，这意味着它不再像“勇气”和“机遇”那样因使用太阳能而使探索活动受到限制了。火星上时常沙尘滚滚，太阳能电池板常被大量沙尘所覆盖，太阳能电池的效能因而大受影响，电力变得空前微弱，这种事在“勇气”身上发生过，科学家们要费好大的力气帮助它恢复活力。况且，假若“好奇”使用太阳能，它就要尽可能让自己在阳光充足的地方工作，活动范围会受到影响，而使用核动力就不用受此限制，它提供的能量还能让“好奇”的使用期限大幅度延长。

但“好奇”使用核动力也遭到一些环保人士和普通民众的反对，他们对核燃料心怀恐惧，这种恐惧几乎使这项计划面临夭折。2006年，美国宇航局公布了发射“好奇”可能对环境造成的影响的风险评估报告，他们再三强调技术的可靠性，在一定程度上缓解了公众的担忧。可是，“好奇”的总成本也一涨再涨，好在“好奇”最终终于启程了。它的火星使命将是新千年美国火星探测计划的重头戏。假若“好奇”成功着陆，那将开启人类火星探测的新篇章，火星将成为人类太阳系探索的梦想之地。人们期盼着8个月后传来“好奇”平安站立在火星上的好消息。