好奇号火星任务：寻找生命痕迹

　　“‘好奇号’具备钻探能力，能够探测火星表面10厘米以下土壤的构成，并有可能探测到由十个碳原子组成的有机分子，因此可为火星上是否存在过生命的分析提供强大支持。”

　　经过36周的太空旅行，人类历史上迄今最大、最先进的火星车“好奇号”于北京时间8月6日下午13时32分成功软着陆于火星表面。

　　“今天，‘好奇号’火星车的车轮，将开始延伸人类在火星上的足迹。这个迄今最成熟的火星车，现在正在这颗红色行星的表面上，寻找长期被人类提及的问题的答案——火星上过去是否有生命存在、或者未来是否适合生命的繁衍”，美国航天航空局(NASA)局长查尔斯·博尔登在“好奇号”成功登陆后召开的新闻发布会上表示，“这是个令人惊奇的成就。”

　　重达1吨的“好奇号”火星车将在未来两年(即一个火星年)展开工作，而成功软着陆仅是保证任务正常开始的第一步。

　　“‘好奇号’将来在火星表面还需要克服翻车的潜在风险，以确保能够正常在火星上行驶，”航天专家庞之浩对本报记者称，“而火星的恶劣环境也考验着‘好奇号’的稳定性。如果核心部件发生损坏，那么这次任务将前功尽弃。”

　　尽管前路漫漫，但“好奇号”成功着陆的消息，仍点燃了位于美国加利福尼亚州的 NASA喷气动力实验室工作人员的激情。NASA提供的着陆直播信号显示，该实验室几十名工作人员，在获知“好奇号”成功着陆消息的瞬间激动异常，他们用互相拥抱和大声喊叫的方式进行庆祝。

　　危险7分钟

　　“哦天哪，‘火星奥德赛’的信号非常强！”在“好奇号”成功着陆于火星后，NASA喷气动力实验室的工作人员通过直播画面向全世界大声呼喊。一分钟后，NASA收到了“好奇号”火星车通过“火星奥德赛”卫星中继而传输回地球的第一幅黑白照片。

　　这幅分辨率仅为64×64的低画质黑白照，是“好奇号”搭载的相机对准火星表面时拍摄到的自己的影子，亦是直接证明“好奇号”成功着陆于火星表面最强有力的证据。当这幅照片出现在显示器上时，实验室再度热烈欢腾。

　　“火星着陆与月球着陆有很大不同，这两个天体距离地球的远近相差极大，导致从火星传输信号到地球，单程的延时就有14分钟，”航天专家庞之浩说，“所以‘好奇号’完全要靠计算机自主的方式进行着陆，地面控制人员将无法参与着陆控制。”

　　“好奇号”的“载入、下降和着陆”(EDL)项目工程师亚当·施特尔茨纳曾在NASA公布的“好奇号”着陆动画视频中，就上述14分钟延时解释称，当工作人员在地球上获得“好奇号”载入火星大气层第一个信号的同时，火星车其实已经在7分钟前着陆于火星表面。但那个时刻，工作人员仍无法得知着陆是否成功。

　　“着陆系统完美的程序、步骤和精确的时机，都需要靠计算机自动完成，地面控制人员在‘好奇号’着陆期间将爱莫能助，” NASA喷气动力实验室工作人员汤姆·里韦利尼在上述视频中称，“如果在这期间有任何一个环节出错，整个着陆就将失败。”

　　“‘好奇号’从进入火星大气层到最终着陆需要7分钟，”上述EDL项目工作人员称，“而这被称作恐怖7分钟。因为‘好奇号’在如此短的时间内，就要完成从火星大气层顶部到着陆于火星表面的全过程，速度则从每小时2.1万公里降到零。”

　　NASA为“好奇号”设计了创新的着陆方式：在隔热罩的保护下，“好奇号”先被完全包裹着穿过火星大气层中最稠密一段，接着在距离表面6.5公里处打开能承受2.95万公斤力的超音速降落伞，然后在4.3公里处开始由“好奇号”上搭载的雷达对陆区域进行测距等一系列工作，最终在35米处开启“天爪”着陆系统——它用几根6.4米长的线缆，通过火箭喷射器控制下降速度和姿态，从而将“好奇号”如提线木偶般地缓慢下放到火星表面，而“天爪”系统本身则在距离地面5米处时切割与“好奇号”连接的线缆，主动与其分离。

　　“当人们看到‘好奇号’的着陆方式时候，他们会觉得这很疯狂，” 负责“好奇号”着陆系统的工程师亚当·施特尔茨纳形容，“有时甚至连我们都觉得采取这种着陆方式简直太疯狂了，但这是严谨的工程学结晶。”

　　与如此复杂的着陆系统形成对比的是，于2003年同样由NASA研制的“机遇号”和“勇气号”火星车的着陆方式则粗糙得多——两辆火星车被气囊包裹，在火星大气层中在减速伞的作用下降落，最后再由气囊提供火星车着陆时的缓冲力，因此这种模式无法完全保证火星车搭载的设备和姿态在着陆后的正常工作。

　　“‘好奇号’采用空中起重机这全新的方式，故着陆地点非常精确，这也是人类首次对大型火星车进行精确着陆，是一个很大的创新，”庞之浩对此评价称，“而‘勇气号’和‘机遇号’距离理论着陆点会有较大的偏差，其着陆半径是50公里，”好奇号“则是20公里，更精确地着陆使火星车离预定的火星表面勘测地点更近，大大缩短在火星表面行驶的长度”。

　　寻找生命痕迹

　　“‘好奇号’正在火星表面与我们进行通讯，”NASA喷气动力实验室项目经理在着陆成功后的新闻发布会上说，“成功着陆意味着项目最危险的阶段已经过去，同时也开启了崭新而令人激动的科学实验任务。”

　　“好奇号”的整个项目经费高达25亿美元，成为人类历史上迄今最贵的火星探测任务。而它的任务正如NASA局长查尔斯·博尔登所述，将在未来两年通过火星车上搭载的大量高科技仪器，寻找火星过去、现在是否存在生命的证据，并分析未来火星是否适合生命的繁衍。

　　而其选择在火星上一个名为盖尔撞击坑的地区着陆，是出于利于任务进行的需要。事实上，NASA从2006年就开始为“好奇号”挑选着陆地点，经过5年的仔细筛选，最终才选定盖尔撞击坑。

　　“NASA通过‘火星勘测轨道器’的勘测，发现盖尔撞击坑着陆点曾经有水的痕迹。它所形成的由粘土和硫酸盐组成的矿石，以及沉积物沉淀形成的冲击扇面，很可能是过去由水冲击形成的，”庞之浩对本报说，“此外这个区域过去从未被探测过，又因为地势相对平坦，因此适合火星车着陆。”

　　“好奇号”成功着陆后不久，NASA即召开了一次新闻发布会，NASA官员在会上称，“好奇号”着陆于一座高约4828米、直径为154公里的山峰脚下，而此座山峰正位于上述盖尔撞击坑区域。

　　而庞之浩介绍称，“好奇号”火星车上搭载的高科技仪器，将有效帮助其完成第一代火星车无法做到的科学实验。

　　“‘好奇号’的功能比之前所有人类火星探测车要强。例如在探测生命三要素即水、能量和碳方面，之前的火星车能够探测水和能量，但无法探测碳，因为它们不具备钻探能力，因此只能对火星表面的松散土壤进行采样和分析，”庞之浩称，“而‘好奇号’则具备钻探能力，能够探测火星表面10厘米以下土壤的构成，并有可能探测到由十个碳原子组成的有机分子，因此可为火星上是否存在过生命的分析提供强大支持。”

　　庞之浩称，“好奇号”搭载的设备还能在离火星岩石9米处发射激光，使得针尖大小的火星岩石颗粒蒸发，通过搭配使用光谱仪，即可对蒸发的岩石样本进行分析，探测岩石的构成。而另一个探测利器火星手持透镜成像仪，则相当于一个超级放大镜，最小可拍摄比头发丝还细的物体，允许科学家细致地观察火星岩石和土壤。

　　“实际上还有很多高科技设备也是首次运用在火星车上，”庞之浩说，“‘好奇号’的计算机性能也大幅提升，例如其数据存储量达到了2G，而‘勇气号’和‘机遇号’只有250M。此外，其本身行驶功能比第一代火星车强得多，能够越过直径50厘米的坑，可以爬上60-70厘米的障碍物，而且在坡度不大于40度的情况下也能保证不翻车。”

　　在提供火星车的动力方面，“好奇号”首次采用核电源供电，电源寿命长达14年，这将保证其在两年的设计寿命过后，还将可能继续正常工作。

　　华裔女孩命名

　　在“好奇号”火星车上，有一张用稚嫩字体书写的纸片，上书“好奇号”的中英文，以及书写者的中英文名字。

　　“好奇心是人类永不熄灭的火焰，它燃烧着每一个人的心……没有它，就没有今天的我们”，2009年，在NASA与迪斯尼联合发起的火星探测器征名活动中，12岁的华裔女孩马天琪(Clara Ma)如此解释其将火星车命名为“好奇号”的理由，这个名字从9200多名参赛学生中脱颖而出，并经过数轮淘汰赛，最终被NASA选中。作为回报，马天琪获准在“好奇号”上亲笔书写自己和火星车的名字。

　　清华大学校友网的一则报道则披露称，马天琪的父母都毕业于清华大学，82级自动化系的父亲马喜庆是堪萨斯清华校友会的首任会长，目前担任该校友会的秘书长；母亲曹力生在1989年获得自动化系硕士学位后，又在新加坡国立大学获得博士学位。此后，这对夫妻移民美国，并在那里诞下了女儿马天琪。

　　马天琪在接受NASA电视台采访时曾说：“以前我以为只有通过书本才能了解宇宙，在夜里遥望太空而我永远不可能接近它。而为新火星探测器命名，使我至少向太空迈出了一步。”