北京時間1月25日13時5分10秒,美國宇航局“機(jī)遇”號火星車第一次撞擊火星表面。這是繼“勇氣”號于1月3日抵達(dá)火星之后,又一輛美國火星車成功登陸紅色星球并開始探尋火星上水的證據(jù)。
“機(jī)遇”成功觸摸火星
經(jīng)過半年多的星際旅行,美國“機(jī)遇”號火星車終于在火星的“梅里迪亞尼平面”成功著陸。在其孿生兄弟“勇氣”號目前受困火星的情況下,“機(jī)遇”號能否順利完成使命顯得尤為引人矚目。
由于從地球到“機(jī)遇”號的指令傳遞時間長達(dá)約10分鐘,因此“機(jī)遇”號當(dāng)晚根據(jù)預(yù)設(shè)程序自動完成著陸。整個著陸過程與1月3日“勇氣”號的著陸如出一轍。只不過“機(jī)遇”號打開降落傘的位置比“勇氣”號高1350米,因為前者的著落地點(diǎn)在火星高緯度區(qū)。
被氣囊著陸器包裹的“機(jī)遇”號火星車接近火星表面前,先是拋棄火箭巡航推動器,然后進(jìn)入火星大氣層、打開降落傘,膨脹氣囊、點(diǎn)燃制動發(fā)動機(jī)、自動斷開降落傘繩索,最后是第一次撞擊火星、彈跳、翻滾直至落穩(wěn)。在第一次撞擊的數(shù)據(jù)傳回位于洛杉磯帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室之后,實(shí)驗室內(nèi)頓時響起歡呼聲和掌聲。
宇航局深空網(wǎng)絡(luò)通訊任務(wù)經(jīng)理潘天佑介紹,“機(jī)遇”號最終落穩(wěn)時,其著陸艙的側(cè)面朝下,科學(xué)家正在向“機(jī)遇”號發(fā)送指令,讓其調(diào)整為基座向下。
“機(jī)遇”號火星車所在著陸艙的形狀有點(diǎn)像金字塔,有3個側(cè)面和1個底座。1月初,“勇氣”號著陸時則幸運(yùn)地以基座向下落穩(wěn)。潘天佑說,他在“機(jī)遇”號火星車登陸的過程中非常緊張,但是此次登陸成功完全是意料之中的事。
此行肩負(fù)
尋水重任
尋找水和生命,是當(dāng)前火星探測的首要目標(biāo),火星上是否有水直接關(guān)系到能否發(fā)現(xiàn)生命。早先的研究表明火星上是有水的,但這些水是零星存在還是大范圍分布,卻一直沒有充分證據(jù)!皺C(jī)遇”號的主要任務(wù)是對其著陸的梅里迪亞尼平面進(jìn)行探測,并確定這一地點(diǎn)過去是否有過液態(tài)水從而有可能適合生命持續(xù)生存。
“機(jī)遇”號還將在火星上尋找赤鐵礦,此前圍繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)的其他探測器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這顆紅色星球上的梅里迪亞尼平臺富含赤鐵礦。
它比“勇氣”稍遜
美國宇航局說,在機(jī)遇號的氣囊保護(hù)的著陸器落到火星表面之上并打開之后,火星車將從著陸器里爬出,然后拍攝全景照片。隨后,火星車將開到預(yù)定地點(diǎn),在今后90天中執(zhí)行野外考察?茖W(xué)家說,“機(jī)遇”距離“勇氣”號1.062萬公里。
“勇氣”號和“機(jī)遇”號火星探測計劃總共將耗資8.2億美元,它們的探測使命初定為90個火星日(1個火星日是24小時37分鐘),每個火星日能行進(jìn)39.6米。兩輛火星車均裝備了一架全景照相機(jī)、一個能對巖石作近距離拍攝的照相機(jī)及一個能深入研究巖石和土壤構(gòu)成的鉆子!坝職狻碧柣鹦擒噭t裝備了更多尖端儀器,如具備紅外探測能力的微型熱輻射分光計等。
梅里迪亞尼平原
盡管“機(jī)遇”降落到了紅色星球上,它的著陸點(diǎn)卻少有紅色塵土。據(jù)噴氣推進(jìn)實(shí)驗室科學(xué)家在參加美國有線電視新聞網(wǎng)現(xiàn)場轉(zhuǎn)播時所作的解說,“機(jī)遇”號降落地點(diǎn)被稱為梅里迪亞尼平原,這一地方幾乎沒有飛塵,有可能含有水、火山或其它液態(tài)物體,是原始生命存在的理想地點(diǎn)。科學(xué)家還指出,梅里迪亞尼平原有豐富的灰赤鐵礦,這種礦物質(zhì)通常在海洋或火山等富含水的環(huán)境中形成。
“機(jī)遇”號
碰上“好天氣”
根據(jù)中國科學(xué)家對太陽活動的檢測和預(yù)報,未來一周的空間環(huán)境良好,非常有利于進(jìn)行火星探測活動。
中科院空間環(huán)境預(yù)報中心對未來一周內(nèi)太陽高能帶電粒子、太陽風(fēng)、太陽
X射線以及太陽紫外線輻射等數(shù)據(jù)的分析認(rèn)為,未來一周太陽不會發(fā)生強(qiáng)烈的擾動,非常有利于美國“機(jī)遇號”火星探測器的登陸。
火星探測器在沿途會受到很多惡劣的空間環(huán)境。另外由于火星空間缺少地球空間所具有的磁層的保護(hù),沒有了這層有力的盾牌,威力無比的太陽高能帶電粒子會長驅(qū)直入地打到火星探測器上,不但會中斷探測器向地球傳回信號,還會使火星探測器發(fā)生故障,因此太陽活動的影響是火星探測器能否出色完成任務(wù)的主要因素。
1962年11月,蘇聯(lián)向火星發(fā)射第一個火星探測器“火星1號”。40多年來,蘇聯(lián)、美國、日本和歐洲共計劃了30多次火星探測,其中三分之二以失敗告終,而成功抵達(dá)火星的探測器則向地球傳回大量有關(guān)火星的數(shù)據(jù)和圖片,提供了極為重要的信息。
2003年,美國“奧德賽”探測器傳回的數(shù)據(jù)顯示,火星表面存在大量氫元素,科學(xué)家推測火星上可能存在大量冰凍水。俄羅斯專家也發(fā)現(xiàn),火星高緯
度地區(qū)約50%的土壤含有冰凍水,據(jù)此推測火星上曾一度存在生命。
1月23日,歐洲航天局稱,正在環(huán)火星軌道上運(yùn)行的歐洲“火星快車”探測器發(fā)現(xiàn)火星南極存在冰凍水,這些冰凍水部分裸露在火星表面。這是人類首次直接在火星表面發(fā)現(xiàn)水。
火星地球大“比拼”
火星距離地球1.9億公里。與地球相比,火星的質(zhì)量小于地球質(zhì)量的1/9,半徑僅為地球半徑的1/2左右。但火星在許多方面與地球較為相像:火星的自轉(zhuǎn)周期(24小時39分22.6689秒)幾乎與地球(23小時56分4.09秒)一樣,1個火星日只比1個地球日長41分19秒;火星自轉(zhuǎn)軸的傾角也幾乎和地球相同。因而,火星也有四季變化,氣溫比地球低,生存條件僅次于地球;鹦桥c地球明顯不同的是,火星的公轉(zhuǎn)周期幾乎是地球公轉(zhuǎn)周期的兩倍,所以,火星上每個季節(jié)要持續(xù)6個月,而不是3個月。
火星是唯一能用望遠(yuǎn)鏡看得很清楚的類地行星。通過望遠(yuǎn)鏡,火星看起來像個橙色的球,隨著季節(jié)變化,南北兩極會出現(xiàn)白色極冠,在火星表面上能看到一些明暗交替、時而改變形狀的區(qū)域?臻g探測顯示,火星上至今仍保留著大洪水沖刷的痕跡?茖W(xué)家推測,火星曾比現(xiàn)在更溫暖潮濕,可能出現(xiàn)生命。
“機(jī)遇”號:機(jī)器人“地質(zhì)學(xué)家”
“機(jī)遇”號與1月4日登陸火星的“勇氣”號是一對孿生兄弟,被科學(xué)家們親切地稱為機(jī)器人“地質(zhì)學(xué)家”。
“機(jī)遇”號能像人一樣環(huán)顧四周環(huán)境,尋找有價值的探測目標(biāo),走上前去對巖石等敲敲打打、搜集數(shù)據(jù),然后向下一個目標(biāo)前進(jìn)。
“機(jī)遇”號長1.6米、寬2.3米、高1.5米,重174千克。它有自己的所謂大腦、頸、頭、眼睛和手臂。
它的“大腦”是一臺每秒能執(zhí)行約2000萬條指令的計算機(jī)。“頸”和“頭”是火星車上伸出的一個桅桿式結(jié)構(gòu),距火星車輪子底部高度約為1.4米;“眼睛”是一對可拍攝火星表面彩色照片的全景照相機(jī),有了它們,火星車能像站在火星表面的人一樣環(huán)視四周。
當(dāng)“機(jī)遇”號發(fā)現(xiàn)值得探測的目標(biāo),它會以6個輪子當(dāng)腿,運(yùn)動至目標(biāo)面前,然后伸“手”進(jìn)行考察。火星車的“手臂”具有與人肩、肘和腕關(guān)節(jié)類似的結(jié)構(gòu),能夠靈活地伸展、彎曲和轉(zhuǎn)動。
它攜帶著多種工具。工具之一是顯微鏡成像儀,以幾百微米的超近距離對火星巖石紋理進(jìn)行審視。另外還有穆斯鮑爾分光計和阿爾法粒子
X射線分光計,可以用來進(jìn)一步分析巖石構(gòu)成。還有一個相當(dāng)于地質(zhì)學(xué)家常用的小錘子的工具,能在火星巖石上打出直徑45毫米、深約5毫米的洞,為研究巖石內(nèi)部提供方便。
“機(jī)遇”號依靠餐桌大小的太陽能電池板獲得能源,在理想情況下每天最多可在火星上漫步20米,它的觀測預(yù)計持續(xù)90個火星日(相當(dāng)于地球上的92天)。
當(dāng)“機(jī)遇”號的訊號順利傳回地球時,美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室的火星著陸系統(tǒng)總工程師、華裔科學(xué)家李煒鈞與同事興奮相擁。在這一人類探索太空的重要項目中,他參與了指揮調(diào)度。
華裔女科學(xué)家談繼華則擔(dān)任“機(jī)遇號”的飛行指令部副主任。她表示,“機(jī)遇號”從進(jìn)入火星大氣層、打開降落傘、接觸火星地表的彈跳、靜止,到傳回成功著陸的第一次訊號,可以說是一氣呵成。
在噴氣推進(jìn)實(shí)驗室工作已超過十六年的華裔沈毓賢說,單單在該部門的華裔通訊專家即有60余人,因此華裔科學(xué)家對“勇氣號”火星探索之旅的貢獻(xiàn)應(yīng)是難以言喻的。