“勇氣”號軼事

□ 謝 懿

“勇氣”號的探測目標(biāo)之一馮布勞恩山丘

在度過了2210個火星日之后，“勇氣”號火星車和地面失去了聯(lián)系。不過有關(guān)它的一些軼事也許會永遠流傳下去。

“勇氣”號是美國火星探險漫游者任務(wù)中兩輛火星車之一。2004年在火星上著陸，原本設(shè)計壽命只有90天的它卻一直工作了6年。初到火星，“勇氣”號便出現(xiàn)了計算機故障。恢復(fù)之后，它對火星巖石進行了首次人為的研磨，以便研究其內(nèi)部構(gòu)造。此外，“勇氣”號還經(jīng)歷了小塵暴的洗禮，就此煥發(fā)了活力。不過，它最終身陷火星的軟土，凍僵而和地面失去了聯(lián)系。

“勇氣”號和“機遇”號使用的著陸氣囊

初涉險境

2004年1月4日“勇氣”號成功著陸火星表面。從保護氣囊中露出后，它拍攝了著陸地點的全景照片，為挑選下一步的探測目標(biāo)提供信息。為了紀(jì)念7名在“哥倫比亞”號航天飛機事故中罹難的航天員，火星探險漫游者任務(wù)團隊將這一地點命名為“哥倫比亞紀(jì)念站”。

然而，就在發(fā)回首幅彩色照片之后不久，2004年1月21日，“勇氣”號突然和任務(wù)控制中心中斷了通訊。第二天它間斷地向地面發(fā)回了信號，表明自己雖收到了指令，但卻處于故障狀態(tài)。之后發(fā)回的工程數(shù)據(jù)顯示，“勇氣”號并沒有進入休眠模式，而是在不斷地浪費電力并處于過熱的狀態(tài)——有可能導(dǎo)致無法修復(fù)的損害。

“勇氣”號陷入困境后拍攝到的地形圖

究竟是哪兒出了問題？主導(dǎo)的觀點是“勇氣”號的計算機系統(tǒng)陷入了“重啟循環(huán)”。而造成這一問題的元兇要么是它的閃存，要么是硬件故障。如果是后者，那將是致命的。經(jīng)過反復(fù)地琢磨，工程師們發(fā)現(xiàn)：“勇氣”號的閃存工作正常，但管理其中文件的模塊卻出了問題。在刪除了一些文件并對閃存系統(tǒng)重新格式化之后，“勇氣”號恢復(fù)了正常。

攻“堅”戰(zhàn)

火星上的巖石是“勇氣”號探測的重要目標(biāo)。它們的外形、結(jié)構(gòu)以及成分可以告訴我們許多有關(guān)火星地質(zhì)、氣候和環(huán)境的歷史變遷。不過，巖石往往會在火星上的風(fēng)以及沙塵的作用下發(fā)生變化，于是對它進行研磨、打孔使其未受侵蝕的內(nèi)部裸露出來對于還原真相而言就顯得極為重要。

在從計算機故障中走出來之后不久，“勇氣”號便對一塊火星巖石進行了首次人為研磨。它的巖石研磨工具打出了一個直徑4.55厘米、深2.65毫米的孔，令巖石的內(nèi)部物質(zhì)暴露了出來，可供它機械臂上的顯微成像儀和分光儀進一步的分析。千萬別小看了“2.65毫米”這個數(shù)字，它大大超出了科學(xué)家的預(yù)計，著實讓他們吃驚不小。

借力塵卷

對于以太陽能驅(qū)動的火星車而言，有一大因素會制約它們的壽命。那就是火星上的塵埃會逐漸附著在它的太陽能電池板上，降低電能的轉(zhuǎn)化效力。然而，在2007年8月11日，“勇氣”號力壓使用核動力的“海盜”2號1282個火星日的紀(jì)錄，成為了當(dāng)時在火星上工作時間第二長的探測器。那么對于使用太陽能的“勇氣”號而言它的長壽秘訣是什么呢？

除了設(shè)計和建造工藝的精良之外，火星上的獨特天氣也起到了益壽延年的作用。2005年3月9日，“勇氣”號太陽能電池板的效率突然從最初的大約60%躍升到了93%。而就在第二天，它便目睹了火星上的小塵暴。小塵暴又稱塵卷，是一種規(guī)模較小的旋風(fēng)，直徑從半米到幾米不等。

早在1997年“火星探路者”便在火星上拍攝到了塵卷，不過這一次科學(xué)家們懷疑正是塵卷和“勇氣”號的不期而遇清除掉了后者太陽能電池板上的塵土，延長了它的壽命。

身陷軟土

雖然有了塵卷的相助，但“勇氣”號還是在2009年5月1日遇到了它自登陸火星以來最大的危機。它的輪子陷入了火星的軟土中。這一軟土的主要成分是黃鉀鐵礬，它只有極小的內(nèi)聚力使得“勇氣”號的輪子很難用上力。工程師們在實驗室實物模擬了這一狀態(tài)并借助計算機模型來尋求解決的辦法，無奈“勇氣”號照舊無法動彈。

“勇氣”號拍到的火星塵暴

“勇氣”號拍到的火星上的日落

勇氣號

這是極其危險的信號。如果它無法移動并且調(diào)整太陽能板的指向或者沒有塵卷再一次幫助它的話，那么“勇氣”號就會因能源枯竭無法度過火星的冬天。2010年3月30日，“勇氣”號錯過了預(yù)定的與地面通訊，說明它已經(jīng)進入了休眠狀態(tài)。之前它通過朝向太陽在冬季把自身的內(nèi)部溫度控制在－40℃以上，但這次溫度可能會降至－55℃。

最終，“勇氣”號凍僵在火星的荒原上，再也沒有醒來。不過，這并不是火星車探測計劃的終結(jié)。美國已發(fā)射了另一輛更大的火星車“好奇”號。與力主尋找水的“勇氣”號不同，它的任務(wù)是研究火星的過去乃至現(xiàn)在是否具有能承載微生物的宜居環(huán)境。

“勇氣”號成功登陸火星示意圖