
前言:之前,我在《永恒的折騰》里思考過(guò),人的一生是有限的,發(fā)揮自己最大的價(jià)值才是最有效的活法。帶著這股思想,我最近集中地在思考,查閱,很多與延長(zhǎng)生命價(jià)值的內(nèi)容與書(shū)籍,甚至影音資料。而最近,我看到了一個(gè)關(guān)于“機(jī)器人探索火星15年”的故事,我被這個(gè)故事的精神與人觸動(dòng),特此分享。本文由整理網(wǎng)絡(luò)資料而成。
故事的起源,美國(guó)的火星探索之旅。
美國(guó)從二戰(zhàn)后的幾十年,一直在探索外太空,這一點(diǎn)在我沒(méi)有深入閱讀太空史,我是感受不到其偉大的,直到這幾年,我國(guó)天問(wèn)號(hào),各種科技實(shí)力追上來(lái)之后,我反過(guò)頭去看美國(guó)的外太空歷史,我才發(fā)現(xiàn)美國(guó)人的探索精神,其實(shí)很值得學(xué)習(xí)。
從1961年到1972年,美國(guó)通過(guò)阿波羅任務(wù)實(shí)現(xiàn)了六次登月,阿波羅任務(wù)也被譽(yù)為世界航天史上具有劃時(shí)代意義的項(xiàng)目。對(duì)于全體人類而言,成功登月也讓我們成為全新的“跨星球”物種。
而很快,美國(guó)在成功登陸月球之后,就開(kāi)始把目標(biāo)放在了火星。然而,火星探索明顯是比月球探索更加艱難的任務(wù)。這一點(diǎn),可以從當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)VS美國(guó)的戰(zhàn)績(jī)來(lái)了解。

從美國(guó)航天局NASA統(tǒng)計(jì)的人類火星任務(wù)列表來(lái)看,美國(guó)蘇聯(lián)是探索火星最多的國(guó)家,而美國(guó)也是成功次數(shù)最多的國(guó)家,但也是失敗次數(shù)很多的國(guó)家。
美國(guó)于2001年成功發(fā)射了“火星奧德賽”探測(cè)器,首次發(fā)現(xiàn)火星地表下面存在水冰,這預(yù)示著火星上存在生命的可能性。
“火星奧德賽”至今仍在進(jìn)行科學(xué)探測(cè)并為火星上的著陸任務(wù)提供通訊中繼,是目前火星探測(cè)器里“服役期”最長(zhǎng)的一個(gè)。
2003年,美國(guó)第二代“雙胞胎”火星車“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)相繼成功發(fā)射。
與第一代火星車相比,第二代火星車性能大大增強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)火星較大范圍的移動(dòng)勘測(cè)。
“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)發(fā)現(xiàn)了火星上曾經(jīng)存在水的證據(jù),也讓科學(xué)家們獲取了對(duì)火星歷史上水文活動(dòng)的詳細(xì)資料。
而也是這段探索故事吸引了我,我特別去了解了下這次火星尋水之旅的來(lái)龍去脈。
第一幕:任務(wù)艱巨,臨危受命
火星是整個(gè)太陽(yáng)系中除地球外最適合開(kāi)發(fā)的星球,人類也早在上世紀(jì)60年代便開(kāi)始探測(cè),但早期探測(cè)的失敗率很高,蘇聯(lián)甚至直到解體都未取得真正意義上的一次成功。在經(jīng)歷上世紀(jì)60-70年代冷戰(zhàn)時(shí)期的瘋狂后,人類火星探測(cè)戛然而止,直到上世紀(jì)90年代才重新開(kāi)始。但是很不幸,美國(guó)開(kāi)局的火星觀察者號(hào)(1992年)失敗,俄羅斯開(kāi)局的火星96號(hào)(1996年)也在升空后失敗。
直到1996年,美國(guó)的全球勘探者號(hào)才迎來(lái)成功,與它一起前往的還有探路者號(hào)著陸器/旅居者號(hào)火星車,小小的旅居者號(hào)也在1997年成為人類第一輛成功著陸的火星車。相比較只能定點(diǎn)著陸的著陸器,火星車有個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì):能夠移動(dòng),這一條就足以說(shuō)明它們的價(jià)值。但它實(shí)在太小,僅為10多千克而已,攜帶的儀器自然不可能擁有復(fù)雜功能,僅僅工作了幾十天就宣告任務(wù)結(jié)束。人類迫切需要一個(gè)全面、復(fù)雜、多功能的火星車登陸火星。
在這種需求下,NASA的火星探測(cè)計(jì)劃就正式立項(xiàng)了火星探測(cè)漫游者(Mars Exploration Rover,MER)項(xiàng)目,它包括兩個(gè)重量為185千克的火星車,MER-A和MER-B,二者完全相同且互為備份。但沒(méi)想到,1999年美國(guó)兩個(gè)抵達(dá)火星的任務(wù)再次面對(duì)浩劫:大氣勘探者號(hào)軌道器直接焚毀在火星大氣中,極地登陸者號(hào)則在距離地表僅40米處墜毀。在這種情況下,這兩輛火星車完成任務(wù)的壓力可想而知,失敗的代價(jià)使人類火星探測(cè)再次陷入低谷。
第二幕:鼓足勇氣,抓住機(jī)遇
幸運(yùn)的是,2001年發(fā)射的火星奧德賽號(hào)軌道器取得巨大成功,它可以為地面功率較低的火星車提供信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā),這意味著兩輛火星車任務(wù)可以在2003年順利踏上旅程。
兩個(gè)火星車任務(wù)是千載難逢的航天大事,NASA和世界主要科研機(jī)構(gòu)都意識(shí)到了公眾參與科研項(xiàng)目、尤其是普及科學(xué)知識(shí)的重要性,因此這兩顆火星車命名采取了小學(xué)生征文比賽的方式。最終,年僅9歲、小學(xué)三年級(jí)的索菲·克里斯獲得此次征文大賽的桂冠,她最經(jīng)典的一句話也成為兩個(gè)火星車命名的來(lái)源:“我之前住在孤兒院,黑暗、陰冷、孤獨(dú)。每當(dāng)夜幕降臨,我總是仰望天空繁星以排解憂傷,夢(mèng)想著自己有一天能飛至太空。在美國(guó),我的夢(mèng)想終于可以成真,謝謝你給我的“勇氣”和“機(jī)遇”?!?/p>
因此,這兩輛火星車雙胞胎兄弟被最終命名為勇氣號(hào)(MER-A)和機(jī)遇號(hào)(MER-B)。而事實(shí)上它們還有兩個(gè)“堂兄弟”留在地球上用來(lái)測(cè)試,其中一個(gè)和它們的科學(xué)儀器、結(jié)構(gòu)、重量幾乎一模一樣,用來(lái)測(cè)試各個(gè)儀器工作情況;另一個(gè)則輕一些、幾乎不攜帶儀器,僅用來(lái)模擬火星重力下重量對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)的影響。
兩個(gè)探測(cè)器分別在2003年6月10日和7月7日乘坐巨大的三角洲2火箭順利升空,它們采用了一條長(zhǎng)達(dá)200余天的漫長(zhǎng)霍曼轉(zhuǎn)移軌道前往火星,并在次年1月份先后抵達(dá)。
第三幕:死亡七分鐘和氣囊彈跳
火星降落從不是一件容易的事情?;鹦且Φ陀诘厍?,存在稀薄大氣,但可以像著陸地球一樣,使用空氣阻力摩擦和進(jìn)一步降落傘結(jié)合的方式減速。由于速度較快,摩擦能產(chǎn)生巨大的熱量會(huì)不斷在探測(cè)器表面積累,達(dá)到驚人的2100攝氏度(好奇號(hào)火星車降落過(guò)程)。但是,火星大氣也過(guò)于稀薄,僅有地球1%不到,它的減速作用有限,所以不可能像地球一樣使用降落傘即可完成最終減速。
此外,火星距離地球最近也在5000萬(wàn)千米級(jí)別,這已經(jīng)意味著將近6分鐘的往返通訊延遲,實(shí)際還要考慮二者自轉(zhuǎn)造成的遮擋,實(shí)際時(shí)間遠(yuǎn)大于此。整個(gè)登陸過(guò)程不可能由地球上人工控制和監(jiān)測(cè)完成,從探測(cè)器開(kāi)始進(jìn)入火星大氣邊緣,到最終火星著陸,只有7分鐘左右時(shí)間,必須靠自己。雖然著陸時(shí)間短暫,全程卻有上千個(gè)操作要獨(dú)立進(jìn)行,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致功虧一簣。例如2016年10月19日,歐空局斯基亞帕雷利號(hào)著陸器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)最后一刻失敗,直接撞向火星表面粉身碎骨。否則它的著陸地點(diǎn)亦是機(jī)遇號(hào)火星車所在的子午線高原,如果成功它們將成為并肩戰(zhàn)斗的伙伴。只是結(jié)果無(wú)比遺憾!
在進(jìn)行大氣減速、降落傘減速后,探測(cè)器降落裝置必須利用反推火箭工作。但自帶反推火箭會(huì)導(dǎo)致探測(cè)器底部被巨大的燃料箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳感器等占據(jù),一旦降落后就會(huì)成為死重,非常不適合應(yīng)該自由移動(dòng)的火星車執(zhí)行任務(wù)。
最后勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)的選擇方案是氣囊彈跳方式:降落傘脫離后,依然采取火箭反推方案進(jìn)行減速和懸停確定著陸地點(diǎn)。不過(guò)此時(shí)著陸器又分成兩個(gè)部分,一部分?jǐn)y帶有反沖火箭和燃料罐,另一部分則將火星車折疊后牢牢包裹在巨大的氣囊中。著陸器確定好著陸區(qū)域后,會(huì)將氣囊彈出并用繩索牢牢吊住,穩(wěn)步下降命令下達(dá)后繩索斷裂。氣囊在距離火星地表數(shù)米處釋放,隨后在地面經(jīng)過(guò)多次彈跳后穩(wěn)定下來(lái)。巨大氣囊內(nèi)部往往有平衡設(shè)備,能保證氣囊停止后折疊的火星車跟地面保持正確的姿態(tài),隨后氣囊打開(kāi),火星車緩緩展開(kāi)并駛出,這個(gè)技術(shù)在探路者號(hào)任務(wù)時(shí)已經(jīng)成功驗(yàn)證。
第四幕:龜速移動(dòng)的火星“車”
為了成為一個(gè)可以移動(dòng)的車,勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)必須裝載額外的動(dòng)力、成像和導(dǎo)航系統(tǒng),這在定點(diǎn)著陸的任務(wù)中是基本不存在的。兩個(gè)探測(cè)器動(dòng)力都來(lái)自兩塊背上的太陽(yáng)能電池板,它們采用了當(dāng)時(shí)地球上最為先進(jìn)的多結(jié)太陽(yáng)能光伏電池、可以吸收并利用太陽(yáng)多個(gè)光譜中的能量,但由于火星表面太陽(yáng)能遠(yuǎn)不如地球豐富且大氣中布滿沙塵,在最好的狀態(tài)下太陽(yáng)能僅能提供每天900瓦特小時(shí)的能量,不到一度電,平均下來(lái)工作效率普遍在半度電水平。
而當(dāng)火星爆發(fā)全球性沙塵暴時(shí),漫天的黃沙會(huì)急劇減弱太陽(yáng)光照且附著在太陽(yáng)能電池板表面,使得一天的產(chǎn)能僅僅為100瓦特小時(shí)的能量,火星車必須進(jìn)入休眠狀態(tài)。即便是天氣最好、高峰時(shí)的900瓦特小時(shí),這些能量?jī)H能讓地球上的普通熱水器工作半個(gè)小時(shí),只能維持一個(gè)40瓦的老式燈泡亮一天。為了充分利用能量、尤其是避免夜晚時(shí)沒(méi)有能量來(lái)源,在火星車上還背了兩個(gè)7千克重的鋰電池以儲(chǔ)能。
考慮到這兩個(gè)火星車是個(gè)高1.5米、寬2.3米、長(zhǎng)1.6米、有6個(gè)輪子的龐然大物,還要完成復(fù)雜的通訊、導(dǎo)航、科研、數(shù)據(jù)分析處理功能,這點(diǎn)電力就很有限了。這跟大家想象的火星車在火星表面馳騁的場(chǎng)景完全不同,事實(shí)上兩輛火星車的運(yùn)動(dòng)速度是以厘米/秒來(lái)計(jì)算,它們倆的“飆車”極限速度僅有5厘米/秒,而平均運(yùn)動(dòng)速度僅有1厘米/秒。
根據(jù)它的自我防護(hù)系統(tǒng),它還要每開(kāi)10秒就停下來(lái)20秒檢查地形、避免風(fēng)險(xiǎn)。所以實(shí)際上火星車開(kāi)的效果是:花了10秒鐘,往前爬了大概一個(gè)人類手掌的長(zhǎng)度,然后停下來(lái)喘息20秒鐘,再繼續(xù)努力往前爬。
第五幕:價(jià)值連城的“超級(jí)名車”
火星車還必須攜帶有大量圖像拍照系統(tǒng)以輔助導(dǎo)航和自我軌跡判斷,畢竟火星上可沒(méi)有人幫它們指路,必須自給自足完成。因此,它們都攜帶了一個(gè)全景相機(jī)、導(dǎo)航相機(jī)安裝在1.5米高的頭部,身上還需要攜帶四個(gè)避險(xiǎn)相機(jī)拍攝前后左右以避免危險(xiǎn),可謂是標(biāo)準(zhǔn)的“畏首畏尾”。沒(méi)有辦法,畢竟這是個(gè)極其精密、造價(jià)高達(dá)4億美元的一輛車,經(jīng)過(guò)大致計(jì)算,平均下來(lái)大概每克的價(jià)值就接近15000人民幣,這可比一輛用純黃金(金價(jià)大約一克300人民幣)做的車貴太多了。
不僅如此,它小小的能量依然要支持與地球的通訊,但顯然這個(gè)能量太弱了,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠直接把信號(hào)發(fā)回地球。因此它們的選擇方式是依賴其他“前輩”幫忙轉(zhuǎn)發(fā)和傳遞信號(hào):美國(guó)的奧德賽號(hào)、全球勘探者號(hào)、MAVEN、偵察軌道器等都相繼為它們提供過(guò)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。
在解決了動(dòng)力、導(dǎo)航、通訊等核心問(wèn)題后,終于到了最重要的方面:科研!雖然能量有限,兩輛火星車依然攜帶了非常先進(jìn)且高度集成化的科研儀器,它們基本都安裝在火星車前部伸出的機(jī)械“手臂”上面。這也是無(wú)奈之舉,因?yàn)檎麄€(gè)背上幾乎都是太陽(yáng)能電池板,底部又全部是動(dòng)力系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
在手臂上,既有穆斯堡爾譜儀、阿爾法粒子X(jué)射線光譜儀、磁體儀這種能夠詳細(xì)解讀巖石和土壤中化學(xué)成分的儀器,也有熱輻射光譜儀(裝于頭部)和顯微成像儀這種能從遠(yuǎn)處和微觀的近處觀察土壤結(jié)構(gòu)圖像的設(shè)備。當(dāng)然,為了輔助這些儀器得到研究的樣本,還需要一個(gè)研磨工具,將巖石粉碎。在使用儀器時(shí),火星車需要停下來(lái),將大部分能量集中在機(jī)械臂上,機(jī)械臂把帶有儀器們的前端緩緩抬到要研究的地方放下,儀器才可以開(kāi)始工作。
第六幕:火星探測(cè),使命必達(dá)
按照計(jì)劃,勇氣號(hào)著陸在古瑟夫隕石撞擊坑(Gusev Crater),這個(gè)170千米寬的超級(jí)撞擊坑可能隱藏著火星土壤的深層秘密;機(jī)遇號(hào)著陸在子午線高原(Meridiani Planum),這里曾經(jīng)被發(fā)現(xiàn)存在大量的結(jié)晶赤鐵礦,這意味著在遠(yuǎn)古時(shí)代這里極有可能是火星巨大的海洋/湖泊所在地。
兩個(gè)小家伙抵達(dá)火星后果然不負(fù)眾望,為我們帶來(lái)了海量科研成果,大大補(bǔ)充了“前輩”維京一號(hào)/二號(hào)、探路者號(hào)/旅居者號(hào)任務(wù)的研究成果。它們進(jìn)一步分析了火星土壤成分,相比較地球土壤中基本50%是水和空氣、5%是有機(jī)物、45%是礦物質(zhì)和金屬而言,火星土壤中僅僅有2%的水和空氣,而余下的98%都是礦物質(zhì)和金屬。此外,在火星土壤中還首次發(fā)現(xiàn)了鎳和鋅元素,這二者理應(yīng)來(lái)自火星深層內(nèi)核,這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著火星表面的土壤可能源自火山噴發(fā)而來(lái),也就是火星億萬(wàn)年前劇烈地質(zhì)活動(dòng)時(shí)期的產(chǎn)物。
勇氣號(hào)曾經(jīng)在一塊火星巖石上進(jìn)行過(guò)“深層次”研究,它鉆出了一個(gè)4.5厘米直徑、0.5厘米深的洞,幾乎是一個(gè)嬰兒的手掌般??此迫祟惪梢暂p松做到,但對(duì)勇氣號(hào)而言已經(jīng)著實(shí)不易:這是它一動(dòng)不動(dòng)鉆探了兩個(gè)小時(shí)的結(jié)果。經(jīng)過(guò)分析這塊石頭的基本結(jié)構(gòu),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)只有可能水的參與才會(huì)形成這些微型紋理和孔洞。
它的“兄弟”機(jī)遇號(hào)則詳細(xì)研究了大量類似地球上的玄武巖、表面覆蓋了多層不同物質(zhì),它還去了一個(gè)富含粘土的山丘,以及一個(gè)遠(yuǎn)古湖泊的底部,那里發(fā)現(xiàn)了包括赤鐵礦(一種鐵銹)在內(nèi)的含水礦物質(zhì),它甚至在撞擊坑底部觀測(cè)到了水流淌過(guò)后的痕跡,這意味著也許今天火星地下依然可能存在液態(tài)水。機(jī)遇號(hào)也比較幸運(yùn)遇到了一個(gè)來(lái)自太空的禮物:它找到了一顆鐵鎳構(gòu)成的隕石,也是人類首次在外星球找到隕石。
這些都印證了火星在遠(yuǎn)古時(shí)期擁有溫暖潮濕的環(huán)境。不過(guò),它們經(jīng)過(guò)研究化學(xué)成分后推出結(jié)論:火星曾經(jīng)的海洋和湖泊并不像地球上的水體一樣溫和,而是絕大部分水體呈現(xiàn)強(qiáng)酸性,并不適合絕大部分地球生命生存。它們的研究遠(yuǎn)超于此,不過(guò)限于篇幅沒(méi)法全部展開(kāi)了。
第七幕:我們征服太空,不是因?yàn)樗?jiǎn)單,而是因?yàn)樗茈y
在勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)出發(fā)前往火星前,2001年9月11日,美國(guó)遭遇了歷史上最嚴(yán)重的恐怖襲擊,紐約標(biāo)志性的兩座世貿(mào)大廈轟然倒塌。這次襲擊造成近3000人殞命,且相當(dāng)一部分是參與救援的消防員們,給美國(guó)造成了巨大的損失,事后全世界陷入了哀悼的氣氛之中,這兩個(gè)探測(cè)器也不例外。但正如它們的名字,代表了人類要越挫越勇的心情,在事后的遺跡清理過(guò)程中,科學(xué)家們利用找到的金屬材料制作了一個(gè)特殊的線纜保護(hù)罩,它用來(lái)保護(hù)巖石粉碎工具。
此外,它們的著陸地點(diǎn)也成為了紀(jì)念碑。其中,勇氣號(hào)的著陸地被叫做“哥倫比亞紀(jì)念碑”,這是為了紀(jì)念2003年2月1日哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)返回期間解體的災(zāi)難;相應(yīng)地,機(jī)遇號(hào)的著陸地被叫做“挑戰(zhàn)者紀(jì)念碑”,為了紀(jì)念1986年1月28日挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)在起飛期間解體的災(zāi)難。在這兩個(gè)載入人類史冊(cè)的航天災(zāi)難中,各自有7名宇航員殞命,成為歷史之最。
正如肯尼迪總統(tǒng)的名言:“我們選擇登陸月球,不是因?yàn)樗?jiǎn)單,而是因?yàn)樗茈y”。兩輛火星車,也肩負(fù)著人類的偉大使命。
第八幕:老兵不死,創(chuàng)造奇跡
這兩輛火星車的原計(jì)劃工作時(shí)間都是90天左右,科學(xué)家們認(rèn)為90天之后火星空氣中的沙塵就會(huì)覆蓋滿太陽(yáng)能電池板,導(dǎo)致能量過(guò)低而無(wú)法繼續(xù)工作。但沒(méi)想到的是,火星上劇烈的沙塵暴和大風(fēng)天氣卻幫了忙,風(fēng)吹去了蓋在太陽(yáng)能電池板表面的塵土,讓它重新暴露在太陽(yáng)光的照射之中而獲得新生。雖然在2007年火星巨大的沙塵暴中、99%的陽(yáng)光被沙塵遮蔽了數(shù)月而導(dǎo)致這兩個(gè)兄弟險(xiǎn)些任務(wù)失敗,但它們通過(guò)休眠方式在比地球風(fēng)速快10倍以上的惡劣環(huán)境中最終幸存下來(lái),贏得新生。
在這種情況下,勇氣號(hào)一直堅(jiān)持工作到2011年3月22日才宣告任務(wù)結(jié)束,此前它已經(jīng)經(jīng)歷了輪子故障不能轉(zhuǎn)動(dòng)、且在2009年時(shí)就陷到軟土中根本無(wú)法動(dòng)彈,但它依然在那個(gè)坑里堅(jiān)持工作了兩年之久直到失聯(lián),那里成了它最終的墓地。
而機(jī)遇號(hào)情況好很多,它曾經(jīng)也陷進(jìn)過(guò)一片碎石沙地中,不過(guò)后來(lái)依靠地球上兩個(gè)“堂兄弟”的各種模擬才最終花了一個(gè)半月時(shí)間逃離,那一小塊地區(qū)也因此被重新命名為“地獄沙丘”。從此之后它更加小心,一直工作到2018年年中。
但后期的機(jī)遇號(hào)也在慢慢老去,每天的機(jī)上計(jì)算機(jī)會(huì)不斷重啟,工作一段時(shí)間就會(huì)自動(dòng)清空數(shù)據(jù)存儲(chǔ),它猶如沉沉暮年的老人一樣患上了“癡呆癥”和“失憶癥”,讓人惋惜又深感無(wú)奈。
勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)雖然移動(dòng)速度極慢,但超長(zhǎng)服役的結(jié)果卻使它們成為了最優(yōu)秀的火星車。勇氣號(hào)共計(jì)工作了2269天,機(jī)遇號(hào)工作了5000多天。機(jī)遇號(hào)以平均1厘米/秒速度運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造了在太空中最遠(yuǎn)行駛里程的記錄,它已經(jīng)在火星表面行進(jìn)了45千米以上,早已超過(guò)前蘇聯(lián)在1973年發(fā)射的月球車二號(hào)(Lunokhod 2)在月球表面創(chuàng)造出的39千米的記錄。機(jī)遇號(hào)就好比是龜兔賽跑里的烏龜,雖然慢但一直堅(jiān)持到了最后的勝利。
不過(guò)悲劇的是,2018年火星又出現(xiàn)了席卷全球的巨大沙塵暴,機(jī)遇號(hào)由于能源問(wèn)題再次陷入沉睡。年底沙塵暴消退后,NASA嘗試了800多次聯(lián)系都未能將其喚醒,最后只得宣布放棄。我們目前已經(jīng)永遠(yuǎn)失去了這兩個(gè)火星車。
第九幕:華麗終章,亦是開(kāi)始
勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)雖然任務(wù)已經(jīng)結(jié)束,但它們的華麗終章并未結(jié)束。它們的巨大成功再次掀起人類火星探測(cè)的高潮,在此之后有一系列探測(cè)器抵達(dá)火星并長(zhǎng)期工作。
2003年6月,歐洲火星快車軌道器和小獵犬二號(hào)著陸器抵達(dá),軌道器至今仍在工作;
2006年3月,美國(guó)火星偵察軌道器抵達(dá),至今仍在工作;
2008年5月,美國(guó)鳳凰號(hào)著陸器抵達(dá);
2012年8月,美國(guó)好奇號(hào)火星車抵達(dá),至今仍在工作;
2014年9月,美國(guó)MAVEN大氣專家軌道器抵達(dá),至今仍在工作;
2014年9月,印度曼加里安軌道器抵達(dá),至今仍在工作;
2016年10月,歐洲ExoMars軌道器和斯基亞帕雷利著陸器抵達(dá),軌道器至今仍在工作;
2018年11月,美國(guó)洞察號(hào)著陸器抵達(dá),至今仍在工作;
“核動(dòng)力”的好奇號(hào)火星車,幾乎是勇氣號(hào)/機(jī)遇號(hào)的5倍大,各方面能力全面升級(jí)(圖源:NASA)
未來(lái)的2020年,中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯/歐盟等,都將有新一輪火星探測(cè)任務(wù)前往火星,火星將迎來(lái)最為繁忙的一段時(shí)間。毫無(wú)疑問(wèn),它們的研究成果,將會(huì)大大超越勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)。
火星探索之后續(xù),未來(lái)的人類獲將徹底征服火星
2004 年 1 月,美國(guó)當(dāng)時(shí)的總統(tǒng)布什提出了 “新太空計(jì)劃”:2020 年前重返月球并建立永久性基地,同時(shí)派宇航員登陸火星,但他并未公布具體的登陸日期。
2017 年,特朗 普簽署 “1 號(hào)太空政策指令”,宣布包括重返月球、登陸火星和深入探索太陽(yáng)系在內(nèi)的宏大計(jì)劃。為此,美國(guó)重新組建了國(guó)家太空委員會(huì),副總統(tǒng)彭斯出任主席。特朗 普也多次在推特上表示,NASA 應(yīng)直接開(kāi)展載人探索火星行動(dòng),并在未來(lái)幾個(gè)月公布相關(guān)計(jì)劃。

同年,在印度南部城市海得拉巴舉行的第 58 屆國(guó)際宇航聯(lián)合會(huì)大會(huì)上,美國(guó)宇航局前局長(zhǎng)邁克爾 · 格里芬聲稱準(zhǔn)備在 2037 年把人類送上火星。但在美國(guó)航天局 2020 財(cái)年預(yù)算請(qǐng)求聽(tīng)證會(huì)上,NASA 現(xiàn)任局長(zhǎng)吉姆 · 布里登斯廷確認(rèn),美國(guó)計(jì)劃在 2033 年將宇航員送上火星,并在火星上生存 2 年。
對(duì)于探索火星,想爭(zhēng)第一的可并非只有美國(guó)宇航局。SpaceX、波音等各大航天企業(yè)也在私底下進(jìn)行著較量。波音公司負(fù)責(zé)人丹尼斯 · 米倫堡曾在接受采訪時(shí)非常明確地表示:“第一個(gè)踏上火星的人將乘坐波音飛機(jī)飛往那里?!?/p>
丹尼斯 · 米倫堡的聲明遭到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 SpaceX 的埃隆 · 馬斯克的諷刺。他聲稱,“波音將在火星登陸競(jìng)賽中擊敗 SpaceX”的評(píng)論聽(tīng)起來(lái)就像是波音自己在說(shuō)給自己聽(tīng),這是在自欺欺人。
當(dāng)然,對(duì)于埃隆 · 馬斯克而言,他的夢(mèng)想可不僅僅是把人類送上火星,他甚至還想改造火星大氣,把火星改造成為一顆適宜人類居住的星球。

馬斯克最初是在一檔電視節(jié)目期間表示,想通過(guò)核彈對(duì)火星進(jìn)行加熱。而且他并沒(méi)有開(kāi)玩笑,2019 年他還在推特上詳細(xì)公布了這一計(jì)劃。馬斯克還揚(yáng)言將建造 1000 艘星際飛船用于火星旅行。
雖然馬斯克對(duì)火星計(jì)劃充滿了期待和信心,但是他曾承認(rèn)自己可能無(wú)法親自實(shí)現(xiàn)火星計(jì)劃,原因是技術(shù)的發(fā)展有點(diǎn)差強(qiáng)人意。馬斯克曾多次呼吁加速技術(shù)研發(fā),他甚至宣稱,如果技術(shù)成熟的話,他有七成概率會(huì)親自登陸火星。從目前來(lái)看,如果不是嘴上說(shuō)說(shuō)的話,馬斯克的夢(mèng)想很有可能實(shí)現(xiàn)。
可以肯定的是,當(dāng) NASA 以火星為目標(biāo)時(shí),美國(guó)的各大私人航天企業(yè)并不會(huì)把目標(biāo)僅僅局限于月球,火星競(jìng)賽已成必然。
早在 2003 年,為了給載人火星飛行做初步考察準(zhǔn)備,美國(guó)宇航局、歐洲航天局和法國(guó)太空局的科學(xué)家們?cè)谀蠘O洲進(jìn)行多種 “人類適應(yīng)太空”實(shí)驗(yàn)。這是因?yàn)橥祷鹦切枰L(zhǎng)達(dá) 2 年的時(shí)間。長(zhǎng)時(shí)間的與世隔絕、孤獨(dú)和無(wú)助可能沖破宇航員的心理防線,導(dǎo)致他們精神錯(cuò)亂。
為此,美國(guó)宇航局專門(mén)打造了 HI-SEAS 火星模擬基地。因?yàn)閷<覀冋J(rèn)為,如果想真正了解宇航員可能遭遇的心理挑戰(zhàn),唯一的方式就是讓他們置身與火星類似的極端環(huán)境。經(jīng)歷過(guò)模擬測(cè)試的人員都深深體驗(yàn)到了宇航員的孤獨(dú)與寂寞。

在美國(guó)宇航局的計(jì)劃中,并未打算從地球直飛火星,而是以月球基地或者空間站為中繼站。當(dāng)然,這兩者都還在準(zhǔn)備當(dāng)中。美國(guó)人尚未完成重返月球的目標(biāo),因此月球基地也只能是未來(lái)的一個(gè)夢(mèng)想。但以月球基地為中繼站的想法是深得人心的,因?yàn)樵虑驑O地存儲(chǔ)的水冰完全能夠制造未來(lái)的火箭燃料。
美國(guó)宇航局在 2017 年提出,計(jì)劃在月球軌道建立一個(gè)永久性基地,也就是深空網(wǎng)關(guān)。它將作為未來(lái)太空探索的訓(xùn)練場(chǎng)地和技術(shù)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地,旨在為人類登陸火星或其它星球做準(zhǔn)備。這個(gè)基地就像一個(gè)機(jī)場(chǎng),飛往月球表面或火星的飛船可以在此加油、更換零件或者補(bǔ)充補(bǔ)給。

強(qiáng)大的運(yùn)載火箭是人類前往月球乃至火星的基礎(chǔ),運(yùn)載火箭是人類擺脫地球引力前往火星的基礎(chǔ),它也是整個(gè)人類航天最為重要的基礎(chǔ),它的能力往往決定一個(gè)航天企業(yè)以及一個(gè)國(guó)家航天探索能力的上限。
2015 年,美國(guó)航空航天局傾力設(shè)計(jì)的太空發(fā)射系統(tǒng) SLS 通過(guò)了專家審議,意味著人類歷史上最龐大、最強(qiáng)大的火箭終于邁出了關(guān)鍵的一步。
SLS 系統(tǒng)是美國(guó)航天飛機(jī)衍生出來(lái)的重型運(yùn)載火箭。它是美國(guó)宇航局的 “深空探測(cè)計(jì)劃”的一部分,未來(lái)將肩負(fù)載人火星和載人月球任務(wù)。SLS 火箭類似于戰(zhàn)神 IV 火箭,但其總推力比將超過(guò)此前最大的土星五號(hào),它也將成為美國(guó)最強(qiáng)大的運(yùn)載火箭。

2017 年,美國(guó)宇航局公布全新一代火星車 “火星 2020”,也就是現(xiàn)在的毅力號(hào)火星探測(cè)車。不久的將來(lái),這臺(tái)擁有 23 只 “眼睛”的火星車,將執(zhí)行火星的全景觀測(cè)任務(wù)。這 23 個(gè)相機(jī)中,包括 7 個(gè)科學(xué)相機(jī)以及 7 個(gè)降落著陸用的輔助相機(jī),以及 9 個(gè)工程相機(jī),它們能夠幫助火星車避免火星上的障礙物。
從戰(zhàn)略意義上來(lái)說(shuō),美國(guó)是想要通過(guò)探索火星,擴(kuò)大并牢牢占據(jù)太空探索的領(lǐng)導(dǎo)地位。目前,太空探索領(lǐng)域已經(jīng)并非美國(guó)一家獨(dú)大,包含中國(guó)在內(nèi)的各個(gè)國(guó)家已經(jīng)崛起并開(kāi)始挑戰(zhàn)美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)地位。
如果說(shuō)科技是我們?nèi)祟惖哪芰吔?,那么探索太空,了解宇宙,就是全人類的思想邊界?/p>
最近太多關(guān)鍵字聚焦所謂的元宇宙,但是我被華大基因尹燁的一句話觸動(dòng),他面對(duì)人們對(duì)元宇宙的熱情只說(shuō)了一句話,“我更關(guān)心真宇宙”。
因?yàn)樗^的元宇宙再怎么天花亂墜,它都是基于現(xiàn)實(shí)世界來(lái)創(chuàng)造的,無(wú)論你是吧愛(ài)因斯坦做成AI跟你對(duì)話,還是你把自己復(fù)制成8個(gè)分身,你都需要足夠的知識(shí)儲(chǔ)備和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)它。
而這些算法,科技,數(shù)學(xué)的知識(shí),都是現(xiàn)實(shí)物理生物世界里你學(xué)會(huì)的,元宇宙的邊界遠(yuǎn)比真實(shí)宇宙的邊界小太多...
人類三大起源問(wèn)題,將是我們?nèi)祟愑篮闾剿髦i題:宇宙起源,生命起源,意識(shí)起源。
而探索宇宙,了解自身,其實(shí)都是我們探究這偉大課題的重要方向。