“好奇”號的一小步 人類的一大步

□嚴天陽

在2009年一項面對美國中小學生的火星探測車命名賽中，6年級華裔小學生馬天琪脫穎而出，一舉奪魁。她給火星探測車起的名字如今眾人皆知——“好奇”。

42年前，阿姆斯特朗的足跡第一次留在月球坑洼的表面時，他興奮地對登月艙駕駛員說：“這是個人的一小步，但對人類來說是一大步”。就像曾經有人預言過，人類百米的紀錄不會突破10秒，或許阿姆斯特朗也不會知道42年后的今天，人類的觸角已經延伸到了距離地球5700萬千米的火星。這個長度是地球和月球之間距離的150倍，人類為此已經奮斗了近半個世紀。

北京時間2012年8月6日，美國航空航天局（NASA）發射的火星探測器“好奇”號成功登陸火星，開始對火星進行探測。雖然這不是人類的探測車第一次成功登陸火星并進行研究，但是又有誰能夠否認今天“好奇”號的一小步不會是人類的一大步呢？

8月23日，“好奇”號完成了首次試車。這一小步真的很小，它緩緩地前進了4.5米，之后順時針轉彎120度，又后退行駛了2.5米，直接行駛距離只有7米。也許，這7米的路程只相當于我們平常走10步而已。然而，大家要知道的是，它的前輩“勇氣”號和“機遇”號在為期3個月的主任務階段一共只移動了不到1600米，而“好奇”號已經在5分鐘內移動了7米。同時，它將在一個完整的火星年，也就是687個地球日的時間里，在火星崎嶇的地面前進約20千米。“好奇”號的一小步，將是人類歷史上的一大步，它濃縮了許多科學家的智慧結晶。

默默付出的輔助英雄

如果大家平常有玩DOTA，一定會知道這游戲中有一類英雄：他們包雞包眼，讓線讓野，團戰的時候沖在最前卻毫無怨言。這就是輔助英雄，而“好奇”號作為一位后期需要執行重大探測任務的主角，它的身邊也有一位輔助英雄，或許大家都不會知道它的名字——“天空起重機”。

曾經，“好奇”號的前輩們在火星上都是單打獨斗，赤手空拳。終日孤獨地飽受著火星沙石的沖擊，默默地品嘗陰晴冷暖。但這次不同了，在“好奇”號的著陸過程中，科學家們第一次使用了輔助設備助降——“天空起重機”。

它們倆以組合體的形式一同降落在火星，在經過大氣摩擦減速和降落傘減速后，逐漸靠近火星表面。與此同時，“天空起重機”開啟反沖推進發動機，進入有動力的緩慢下降階段。當反沖推進發動機將這對組合體的速度減緩至0.75米/秒之后，一種全新的落地方式出現了。“機遇”號和“勇氣”號在著陸火星的時候，都利用反沖推進發動機作為輔助，在距地面一定距離后，關閉動能，自由落地。而“好奇”號的出場則優化了很多——“天空起重機”將它從機內吊出，并懸掛在下方，當距離地面一定高度后，纜繩會被自動切斷。“好奇”號成功落地后，“天空起重機”將在距離“好奇”號一定安全距離范圍內再行著陸。

也許有人會覺得，一個小小的著陸方式的改變真的會有這么大的影響嗎？當然！“機遇”號和“勇氣”號在落地時都曾受到不同程度的損傷，就好比你把一輛遙控賽車從高處丟下，它能完好如初么？這對火星探測器日后的研究工作會有很大的影響。其次，落地方式的改變意味著能源的節省。“好奇”號前輩們的能源在著陸時消耗了很多，這讓它們的工作時間不得不減少。科學家們都希望效率最大化，發射一次火星探測器就希望它能盡可能長時間地工作，這樣的科學探測效率才能達到極致。最后，這次“好奇”號以組合體的形式登陸，有了“天空起重機”相隨，也就有了良好的后勤保障。倘若“好奇”號在探測過程中遭遇不測，“天空起重機”仍有機會將它得到的寶貴資料傳回地球。有了一位默默付出的輔助英雄，將會事半功倍，就好似背后平添了無形的巨大后盾。

好的裝備是勝利的開始

筆者也跟大家一樣，在閑暇時間愛玩玩魔獸世界。在魔獸世界里，人物的等級也許遠遠沒有裝備的等級來的重要。如果兩個人物的等級相當，那么完美的裝備壓制將是取得勝利的重要關鍵。就此而論，“好奇”號因能源裝備的優勢而遠超它的前輩了。

為了讓太空探測器能更長時間地工作，科學家們早已絞盡腦汁。以往最常規的能源利用方式是在機器上安裝太陽能電池板，包括“機遇”號和“勇氣”號都是如此。然而火星特殊的地理環境決定了太陽能電池板終將被取代。

火星距離太陽2.27億千米，大約是地球到太陽距離的1.5倍。在火星上，太陽能必定不會十分充足，光照也會受到影響。此外，使用太陽能電池板的火星車受制于火星季節變化，電池板提供的能量也十分有限。

“他山之石，可以攻玉”。“機遇”號和“勇氣”號的探測火星之旅，使科學家們認識到能源利用方式存在的問題。而這一次，他們為“好奇”號裝備了一臺多任務放射性同位素熱電發生器，簡單的來說，就是核動力。有了核能的加入，“好奇”號如虎添翼。此外，取消碩大的太陽能電池板后，“好奇”號身手更加矯健。好的裝備是勝利的開始，人們對“好奇”號的業績將更有期待。

“好奇”號的核動力的組成部分主要包括：一個裝填钚-238二氧化物的熱源和一組固體熱電偶，這組固體熱電偶可以將钚-238產生的熱能轉化為電力。

核動力的使用不僅讓“好奇”號的行動免受太陽光照的影響，更讓它有了大展拳腳的空間。“好奇”號的核能系統設計使用壽命為14年，遠遠高于太陽能電池板，將為“好奇”號在一個火星年的探測活動提供充足動力。除此之外，由于“好奇”號承載了眾多科學儀器和攝錄裝備，它的體重已遠非其前輩所能及，達到了900千克，與13個成年人的體重相當。該系統不僅能保證諸多儀器同時運轉，還能自如地

拖著這“13個人”前進。

科學多面手

幾年前，曾有一款風靡全球的益智游戲——植物大戰僵尸，相信不少人都曾玩過。其中有一類植物大家都不會陌生，那就是“寒冰射手”。它射程遠，射速快，威力大，還能減緩僵尸的行進速度，是實實在在的多面手。而此次“好奇”號出征火星，同樣凝結了眾多科學家的智慧。在探測火星的旅途中，它不僅充當了氣象學家、物理學家、化學家、地質學家，同時也擔任了攝像師和攝影師的重要角色。

在“好奇”號之前，所有火星車著陸器都沒有安裝可提取巖石內部樣本的工具，“好奇”號的出現改變了這一狀況——它可以利用機械臂末端的鉆頭鉆入巖石內部取樣。而“好奇”號攜帶的化學與礦物學分析儀，還將在火星上首次使

用X射線衍射技術分析樣本，這將令“好奇”號本領遠超“機遇”號和“勇氣”號。

北京時間8月20日，“好奇”號第一次向一塊火星巖石發射激光束。激光能量將巖石中的原子轉變成發光的離子漿。同時，“好奇”號用望遠鏡捕捉巖石上發出的火花，并用三個分光計對其進行分析。在這一過程中，“好奇”號攜帶的攝錄工具也已把整個過程完整地紀錄下來并回傳給地球的科學家們。

其實無論是利用激光射擊巖石，還是對巖石內部進行取樣，亦或是分析巖石內部構成，這所有的動作都是為了同一個目標——探測火星上的巖石到底由何種元素構成。一旦科學家們掌握了火星巖石的具體信息，那么也就能推斷出火星上到底存不存在生命跡象，火星是否真的適合人類居住。

“好奇”號在火星上走出的每一小步都將是人類的一大步。它將擴大人類對火星的探索領域，并有助于科學家更好地判斷這顆紅色行星是否存在水。“好奇”號在這顆紅色行星上進行的一切活動，都將為人類探索深邃的宇宙做充足的準備。

人為什么是人，為什么從未中斷過邁向宇宙的腳步？也許簡單點來說，就是好奇！