七、 勇氣與機遇

2003年，NASA發(fā)射了另一組獲得驚人成功的火星航天器——火星探索巡視器雙生子計劃（the twin Mars Exploration Rovers）。自從2004年1月登陸之后，勇氣號（Spirit）和機遇號（Opportunity）兩個火星車創(chuàng)造了許多傳奇。它們搭載了巖石研磨器（昵稱“老鼠”），這讓科學(xué)家們得以見到火星暴露在外的堅硬表面下隱藏著什么。

勇氣號在機遇號登陸前三周降落在火星的古謝夫環(huán)形山（Gusev crater）中的寬廣平原上。勇氣號發(fā)現(xiàn)古謝夫環(huán)形山的地質(zhì)起源主要是由火山活動造成，然而它最終也確發(fā)現(xiàn)了過去存在液態(tài)水的證據(jù)。

[和被天爪很帥氣地緩緩降到火星地面的“好奇號”不同，勇氣號和機遇號是被裹在氣囊里丟下去，翻滾著登陸的…]

在火星的另一側(cè)，機遇號完成了一次“一桿進洞”的精準著陸，它躍過平坦的子午線平原（Meridiani Plains），而直接進入了小小的鷹環(huán)形山（Eagle crater）。機遇號傳回的首張圖像是該環(huán)形山的壁，是數(shù)億年前一顆隕石在火星表面砸出來的地層橫截面。這樣的橫截面讓火星車能夠一眼看穿很久遠的地質(zhì)歷史。鷹坑的一些巖石呈奇異的圓球形，被科學(xué)家昵稱為“藍莓”。機遇號發(fā)現(xiàn)它們是赤鐵礦石小球，地質(zhì)學(xué)家認為赤鐵礦很可能是在很久之前在富含水的土壤中形成的。

兩架火星車都曾經(jīng)在松軟的沙土中度過旅途的艱險時刻。為了避免陷得更深，科學(xué)家有時不得不在幾周的時間里命令火星車僅僅前進幾厘米。但有時充滿危險的軟土也會給出驚喜。勇氣號在經(jīng)過這樣一片區(qū)域時，輪子壓過的地方翻出了鹽——正是地球上溫泉與火山巖相互作用所形成的同一種鹽。

兩架火星車也會遭遇塵暴和小型龍卷風(fēng)，它們在火星表面逡巡肆虐。所幸這些塵暴并不足以將火星車拋向空中，而恰能拂去太陽能電池板上的積塵，讓火星車得以持續(xù)運行，正因為如此，它們才得以在遠長于最初設(shè)計的三個月任務(wù)期的時間里持續(xù)運行。

機遇號繼續(xù)在火星表面刷新距離記錄，有了很多意料之外的發(fā)現(xiàn)。例如它發(fā)現(xiàn)了靜臥在廣闊的子午線平原上的隕石；它看到了纖狀的火星云層，讓科學(xué)家們能夠得知從地面上看火星的天氣是什么樣的。它甚至敢于沿著奮進隕石坑（Endeavor crater）的峭壁向下探索——這是一段危險的旅途，很多人認為沒有回頭路可走。但是在隕石坑內(nèi)，有一面由裸露地層截面組成的巨墻，據(jù)信可以提供很多關(guān)于火星古代氣候史的線索。任務(wù)團隊認為值得冒這個風(fēng)險。幸運的是，最終機遇號安全的爬出了奮進隕石坑，現(xiàn)在在火星表面繼續(xù)前行。

[機遇號看到的火星云]

現(xiàn)在，勇氣號已經(jīng)沉寂了一段時間，我們只能寄希望于機遇號繼續(xù)扛起使命。

八、水??？

2005年8月12日，NASA發(fā)射的火星偵查軌道器（Mars Reconnaissance Orbiter, MRO）加入了火星軌道器的網(wǎng)絡(luò)，MRO裝備了強大的儀器，包括一臺探地雷達，能看到火星地表以下的情形。MRO的目標(biāo)包括確定液態(tài)水是否曾經(jīng)在火星表面長時間存在——其他的任務(wù)已經(jīng)收集到了流淌的液態(tài)水的證據(jù)，但是這樣的液態(tài)水是否存在了足夠長時間以令生命有機會得以演化呢？MRO還可以提供火星地表的遙感圖，幫助科學(xué)家為勇氣號和機遇號選擇合適的前進路線。這些圖也用于為未來任務(wù)選擇合適的登陸地點。

[火星偵查軌道器(MRO)]

從沒有像此時這樣多的探測器同時在火星工作，在軌道上和在地面上都有。這個探測器的網(wǎng)絡(luò)正讓天體生物學(xué)家越來越接近解開火星的謎團。

2006年12月，NASA收到了來自火星環(huán)球勘探者號（MGS）的最后一個信號——在這艘航天器艱苦工作了整整十年之后?；鹦黔h(huán)球勘探者號研發(fā)和發(fā)射階段的項目經(jīng)理格蘭?卡寧漢姆（Glenn Cunningham）說：“回望十年前的發(fā)射，我們還在擔(dān)心它能不能干滿預(yù)定任務(wù)期。我們完全沒想到它居然有長達十年的運行壽命。”噴氣動力實驗室的火星環(huán)球勘探者號項目經(jīng)理湯姆?索普（Tom Thorpe）則說：“這真是一個杰出的機器，做到了其設(shè)計者從沒預(yù)料到的事情——僅有的失效元件包括一個壞掉的太陽能電池板，一個失效的陀螺儀和一個用廢了的反應(yīng)輪。其建造者和操作人員可以為其偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)及其對后續(xù)任務(wù)的關(guān)鍵支持感到無比驕傲了?！?/P>

在火星環(huán)球勘探者號壽終正寢之后，NASA開始準備下一個登陸火星表面的旅程。該任務(wù)將基于此前失敗的火星極地登陸者號任務(wù)。

在2007年8月4日，鳳凰號火星登陸器（the Phoenix Mars Lander）發(fā)射升空。歐洲空間局的火星快車在它落向火星表面的艱險旅程中協(xié)助它進行了定位。5月25日，鳳凰號成功著陸。2008年，鳳凰號稱為有史以來第一個探索火星北極地區(qū)的著陸器。該著陸器被設(shè)計用來搜尋過去和現(xiàn)今的水和其他生命所必需的化學(xué)元素的證據(jù)。該任務(wù)收集的數(shù)據(jù)將幫助回答一些重要問題，諸如“火星極地能否支持生命？”和“鳳凰號登陸點處的水歷史是怎樣的？”

[鳳凰號火星登陸器]

鳳凰號降落時反沖火箭氣流吹走了松軟的土層，土層下一些光滑明亮的物質(zhì)露了出來，這被認為可能是冰。鳳凰號開始用其機械臂挖掘時，它成為第一個接觸到地表下水冰冰層的火星探測器。在鏟子下，一些明亮的物質(zhì)團塊露了出來，并在4天后消失。這說明他們是水冰。如果是干冰的話，應(yīng)該更快速地揮發(fā)才對。

鳳凰號還用其機械臂鏟了一些土送入儀器。在一份樣品的最初加熱周期中，鳳凰號攜帶的熱蒸發(fā)分析儀（TEGA）探測到了水蒸氣。鳳凰號還發(fā)現(xiàn)了碳酸鈣，說明此處偶爾會有融水存在。

當(dāng)鳳凰號探測器的一條支架被攝入影像時，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)似乎上面有隨時間增長的水珠——液態(tài)水的水珠！這完全出乎意料。如果鳳凰號發(fā)現(xiàn)了液態(tài)水，它將推翻長期存在的理論——原有理論認為在火星稀薄的大氣層和極寒的溫度下，不會有液態(tài)水存在于地表。有些科學(xué)家認為鳳凰號探測器支架的溫度和鹽的存在導(dǎo)致了空氣中的水蒸氣凝結(jié)了，但這個問題尚未有確定答案。高氯酸鹽與水可以有許多有趣的聯(lián)系。例如，對冰上覆蓋的土層，高氯酸鹽可以吸濕從而可以提供生命的庇護所。

鳳凰號與地球的通訊在2008年11月隨著火星冬季的來臨而中斷了。次年春天通訊未能恢復(fù)。其他軌道探測器拍到的圖片顯示鳳凰號被冰霜覆蓋。鳳凰號完成了它的使命，勇氣號火星車也同樣在2009年春天沉于寂靜。此刻，勇氣號的孿生兄弟機遇號是火星表面唯一活躍的火星車。

九、 迎接好奇號

機遇號不會寂寞太久。2012年，NASA將會重返火星表面，這回登陸火星的將會是一個大號的火星車，它就是為天體生物學(xué)特別打造的火星科學(xué)實驗室（MSL）——第一個送往火星的移動分析實驗室。該項目現(xiàn)已通稱為好奇號（Curiosity）。

[火星車們所在地，圖片來自HTW]

好奇號比它的前輩們——探路者號、勇氣和機遇號——都大了不少。它所攜帶的設(shè)備是有史以來發(fā)往火星的探測器中最大的和最先進的科學(xué)設(shè)備，包括：

• 化學(xué)照相機(ChemCam)：它能發(fā)射一束激光，把小于一毫米的小區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)蒸發(fā)。利用激光該儀器能把樣品表面的塵埃蒸發(fā)掉從而可以分析巖石內(nèi)部?；瘜W(xué)照相機甚至可以遠距離分析巖石。
• 桅桿相機(MastCam)：火星地表的彩圖和視頻。
• 樣品分析儀(SAM)：一個大的組件，包括一個光譜儀、氣相色譜儀和可調(diào)諧激光光譜儀。樣品分析儀將搜尋多種碳化合物，諸如甲烷，它們可能與生命有關(guān)。
• 機械臂相機(MAHLI)：對礦物的近距離觀察，研究巖石、沉積物和灰塵的微觀結(jié)構(gòu)。
• 阿爾法粒子和X射線光譜儀(APXS)：測定巖石和土壤的化學(xué)組分（加拿大宇航局出資）
• 著陸成像器(MARDI)：在好奇號著陸過程中錄制彩色視頻，提供這一地區(qū)的“宇航員”視角影像，以便科學(xué)家決策接下來火星車往哪開。
• 化學(xué)和礦物儀(ChemMin)：測定巖石和土壤中的礦物質(zhì)，在特定條件下形成的礦物質(zhì)有助于科學(xué)家推知火星的歷史環(huán)境。
• 動態(tài)中子反照率儀(DAN)：由俄羅斯聯(lián)邦宇航局出資，該脈沖中子產(chǎn)生器可以探測冰和礦物質(zhì)中的水，并且搜尋地表以下兩米內(nèi)的水層和冰。
• 輻射評估探測器(RAD)：通過測量火星表面的高能輻射來為未來人類的火星探測做準備。
• 降落和著陸儀(MEDLI)：該設(shè)備將收集好奇號高速進入大氣層過程的工程數(shù)據(jù)，為未來火星任務(wù)的工程師提供寶貴的設(shè)計數(shù)據(jù)。該裝置位于隔熱層之內(nèi)，在進入大氣層過程中可以提供保護。
• 環(huán)境監(jiān)測站(REMS)：西班牙天體生物學(xué)中心提供的這個天氣監(jiān)測站由西班牙政府出資建造。

【譯者注：好奇號已經(jīng)于北京時間2012年8月6日13時32分左右成功著陸在火星加勒隕石坑（Gale Crater）。（寫這句的時候這幫人正在鬼哭狼嚎…………）】

十、 好奇號之后

好奇號之后，NASA的下一個火星任務(wù)將會是MAVEN軌道器，計劃2013年發(fā)射。MAVEN的全稱是The Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN，將會是第一個著力于研究火星高層大氣的軌道器。MAVEN將會幫助科學(xué)家理解太陽風(fēng)與火星大氣層的相互作用，以及火星大氣的損失是如何隨時間影響火星的氣候的。理解火星是如何損失其大氣,也將幫助確定該行星是怎樣失去水的——這將成為搜尋其曾存生命跡象的必要線索。

歐空局也將為新的火星任務(wù)測試新技術(shù)，諸如新的鉆孔技術(shù)。并且采集樣品的工具也正在地球上的測試地點準備著，這些測試地包括極地島嶼和加州遙遠的莫諾湖（Mono Lake）。歐空局的ExoMars項目目前包括一個軌道器，一個降落和著陸監(jiān)視器和兩個火星車。第一個ExoMars火星車是由歐空局研發(fā)的，第二個叫做Max-C，是由NASA研發(fā)的。ExoMars將會為更加復(fù)雜的任務(wù)設(shè)立標(biāo)桿，科學(xué)家們希望最終實現(xiàn)火星樣本的返回。

如今，火星仍然是天體生物學(xué)最重要的目標(biāo)之一，火星探索幾經(jīng)沉浮，但也取得了輝煌的成就。

NASA火星探索項目的首席科學(xué)家邁克爾?馬約（Michael Meyer），說：“考慮到勇氣號和機遇號火星車超越其設(shè)計年限的超長服役期，要設(shè)想好奇號將會服役多久是傷腦筋的事情。它甚至將會服役到在火星上迎接我們的宇航員到達的那一天?！?/P>

以其精良復(fù)雜的儀器，好奇號將會成為海盜號之后第一個天體生物學(xué)任務(wù)，并且將會描繪火星現(xiàn)今和遠古環(huán)境的本質(zhì)。我們現(xiàn)在相信，火星曾經(jīng)有過適宜生存的環(huán)境，其中一部分可能至今仍然存在。我們的下一個目標(biāo)是確定火星上到底是否曾經(jīng)有過生命。好奇號是一個極其強大的火星車，其返回的數(shù)據(jù)將會塑造未來火星探索的形態(tài)。隨著好奇號和其他未來任務(wù)諸如MAVEN、ExoMars等的開展，2011年和接下來的幾年將會真正成為地外生命和天體生物學(xué)的激昂年代。

（完）