美国好奇号探测器下午将在火星着陆

　　晚报记者 杨美萍 综合报道

　　经过8个月的旅程，美国“好奇”号火星探测车将于美国东部时间8月6日凌晨1点31分(北京时间今天下午1点31分)着陆火星。由于穿越火星大气层降落会经历一段难度极高的“恐怖7分钟”，风险比较大。美国宇航局表示已经做好一切准备。

　　“恐怖7分钟”只能靠自己

　　按照计划，“好奇”号会以每小时21000公里的速度进入火星大气层，穿过火星大气层时略有减速，但贯穿而过后，拥有火箭发动装置的“天空起重机”会将“好奇”号轻轻置于火星表面。

　　从进入火星大气层到最后着陆点大概是7分钟，风险比较大。据悉，欧洲的火星快车在进入火星轨道的时候，曾经释放过一个小“猎兔犬”，结果就失败了。

　　由于从地球传到火星的讯号将延迟14分钟，着陆过程的 “恐怖7分钟”内，“好奇”号只能完全靠自己，不能靠地面控制。

　　火星探测计划主任麦奎斯申说：“今晚将是行星探索的‘超级碗’一码线最后一次比赛。比赛12小时后开打，我们会得分胜出，但也有可能没有得分，赢不了。 ”

　　“好奇”号登陆火星项目负责人亚当·斯特尔茨纳表示，随着登陆日期的临近，他连晚上做梦都在思考“好奇”号登陆的正确步骤。他说：“‘好奇’号先要达到每小时21000公里的运转速度，然后一头扎进火星大气层，接着轻轻地降落在火星表面。这些动作需要‘好奇’号通过自身装置上的79次调整来完成。 ”

　　在“好奇”号着陆过程中，在它上空的美国火星奥德赛轨道器将把信号传回地面，最后能够确定它是否着陆成功。美国广播公司称，位于加利福尼亚州帕萨迪纳市喷气推进实验室的地面指挥中心可能需要经过几个小时甚至几天，才能确认“好奇”号登陆火星成功与否。

　　假如着陆过程一切顺利，“好奇”号预计着陆在火星赤道以南的盖尔陨石坑山脚。

　　目前“好奇”号的轨道精确，美国宇航局决定取消降落前最后一次的角度调整。而天气预测显示，着陆点所在区域届时会是好天气。

　　验证新探测工具和技术

　　“好奇”号是在2011年感恩节升空的，迄今已经飞行了8个月，里程达5.7亿公里。它将调查火星上可能存在的生命线索。

　　NASA火星科学实验室项目科学家约翰·格洛青格这样介绍“好奇”号肩负的使命：我们的任务是寻找火星在远古时代适合生存的环境，与如今你在火星表面看到的情形相比，那是一段截然不同的历史时期。

　　用美国广播公司的话来说，“好奇”号要找的并不是火星人，而是火星上曾经存在过能够支持微生物生存的化学资源存在的痕迹，如果得到肯定答案，那就意味着那里可能存在适合人类的水资源、食物和能源。

　　美国宇航局表示，“好奇”号是迄今发送至火星表面最复杂的机械探测装置，这个火星车装载着10套科学勘测仪器，能够让科学家研究火星大气层、岩石和土壤。

　　“好奇”号在地球上的重量约为2400公斤，体积类似于一辆小汽车，但比2004年登陆火星的 “勇气”号和“机遇”号要大很多。 “好奇”号的长度是“勇气”号和“机遇”号的两倍，重量则是它们的5倍。但它的着陆区域面积为384平方千米，只有“勇气号”和“机遇号”着陆面积的五分之一，因此需要前所未有的精度。

　　“勇气”号和“机遇”号登陆时使用的是安全气囊。在“好奇”号测试时，设计人员发现安全气囊很可能发生爆炸，于是为它专门设计了隔热罩、降落伞、反推进火箭和天空起重机。这一着陆系统在以前的火星探测器中从未使用过，因此科学家们也很担心它能否奏效。少有差错就意味着25亿美金打了水漂。

　　此外，“好奇”号的主任务阶段预计将为一个完整的火星年，对我们来说，也就是22个月左右。它将在火星崎岖的地面前进约20千米。在“勇气”号和“机遇”号探测时期，NASA特意将它们的工作预期值降低到了90个火星日，但“勇气”号实际上一直到2010年才停止工作，而“机遇”号仍在火星表面探险。

　　实际上，“好奇”号执行的不仅仅是一次单纯的火星任务，它还将对若干种新开发的工具和技术进行验证。几十年后，这些技术和工具将帮助人类对木星的卫星木卫二进行探测，并帮助人类最终“移民”火星。

　　载人火星探测仍是难题

　　在过去数十年里，几乎每位美国总统都曾夸下海口，要把宇航员送上火星，但这些计划不是因为缺乏资金不了了之，就是还在努力争取中。事实上，从地球到火星的这条路真的阻碍重重。在太空环境中，宇航员要承受辐射危害、心理压力、失重状态对肌肉的影响等，连眼球都会发生变形，损害宇航员的视力，在这样的情况下，要怎么让他们撑过来回长达三年的火星之旅?即使宇航员能克服这些困难，要携带他们在这么长时间内的食物供给和回程时所需的燃料，那得要多大的飞行器?

　　火星探测还需要资金支持，仅仅这一点就在美国国内引起了很大的争议。建造一所太空空间站就耗资1000亿美元，历时12年才完成，那么火星计划得要多少钱?舆论认为，没有一个国家能承受这笔费用。而在如今经济不景气的情况下，要国际大财团出资也是强人所难。

　　■探测过程

　　1.8米机械臂可钻孔，信息22分钟内传回地球

　　晚报综合报道

　　在主任务阶段，“好奇”号火星探测车将记录火星的天气变化，分析空气成分，对岩石进行测试以寻找氨基酸、甲烷或者其他能表明火星上现在或者过去有生命存在的有机物。它将面对极低的温度、大风、沙坑和悬崖等危险。为了能满足这些苛刻条件的挑战，工程师用与以往完全不同的方式打造了这辆新一代火星车。与以往的任何火星车相比，它都更坚固、更智能，并能携带更多的科研设备。

　　能量 核反应堆

　　工程师们为大型火星车配备了核反应堆。反应堆重约45千克，利用火星车携带的4.8千克钚的衰变，每天能产生约2.7千瓦时的电能，是“勇气号”和“机遇号”火星车携带的太阳能电池发电量的3倍。

　　导航 立体鱼眼相机

　　为了躲避危险，“好奇”号会利用安装在桅杆上的两台导航相机所生成的3D图像和安装在车身上的两对立体鱼眼相机产生的图像进行导航。

　　目标 化学与成像系统

　　为了确定应该钻探哪块岩石，“好奇”号会利用“化学与成像(ChemCam)”系统首先进行远距判断，它由安装在桅杆上的激光器、望远镜、相机和安装在车身上的分光计组成。

　　通信 火星观测轨道器

　　“好奇”号会每天两次把任务数据通过超高频无线电传送给火星观测轨道器(MRO)—2006年MRO就开始了环绕火星的飞行。利用能传送更多数据的X波段无线电，MRO将把“好奇”号发送来的任务数据中继给任务专家。(信号抵达地球需要8-22分钟时间。 )

　　钻探 1.8米长机械臂

　　工程师给“好奇”号装备了1.8米长、带有5个关节的机械臂，在机械臂的末端是一个旋转的冲击钻，足以在岩石上钻出5厘米深的孔。

　　分析 随身携带两套设备

　　“好奇”号将利用两种工具确定火星上是否曾经有适宜生命生存的环境：“化学与矿物(CheMin)”系统和“火星样本分析”设备。这两种工具都安装在火星车的车身上，并从机械臂接收样本。

　　路线 盖尔陨石坑

　　在评估了60处可能的着陆点后，科学家最终选择了盖尔陨石坑。 “好奇”号将会对陨石坑下方侧面平缓的斜坡进行探测。这片区域很可能意味着泛滥的洪水、沉积的淤泥和硫酸盐，而这就意味着有机物的存在。

　　十个不为人知的秘密揭开“好奇”面纱

　　找火星人?不，它是去找碳化合物

　　晚报记者 朱静远 综合报道

　　美国宇航局的火星探测器“好奇”号预定于北京时间今天下午着陆火星表面。美国《华盛顿邮报》刊登报道称，这是一场花费了数十亿美元的 “大型比赛”，登陆成功与否都让人揪心，同时还可能让科学家们获知火星上是否有可供生命存活的条件。火星是一个非常难以达到的目标，而“好奇”号探测项目是有史以来最复杂、最具野心的火星项目。 《华盛顿邮报》还列出了10个不为人知的有关“好奇”号的秘密。

　　所有的筹码都押在它身上

　　“好奇”号探测器的造价高达25亿美元。在如今这个经济不景气的时代，如果探测项目不幸出现问题，它有可能成为类似项目的“终结者”。而如果探测成功的话，“好奇”号将会发回一系列信息和照片，公众由此会要求政府加大对火星的研究。

　　在讨论“好奇”号项目成功的概率之前，有一个数据你不得不先瞧一下——在人类成功发射的十多个火星探测器中，只有6个成功登陆火星，并且完成了自己的任务，这6个探测器都是美国发射的。现在的问题是，“好奇”号能否成为第7个成功登陆的火星探测器?

　　最揪心的过程在“急刹车”

　　“好奇”号的登陆过程为何让人揪心?关键原因在于一个“急刹车”。

　　“好奇”号将以每小时1.32万英里(2.12万公里)的速度急速飞向火星表面，而且只有7分钟(更确切说是6.5分钟)用来减速，进行软着陆。减速中使用的新技术经过单独测试，但从未针对“好奇”号登陆作整体测试。另外，它在下降过程中角度要大小合适，这样才能确保着陆成功，一位美国宇航局的科学家把这比喻成是需要从洛杉矶把一颗高尔夫球准确无误地击落到苏格兰圣安得烈高尔夫球场的球洞里，这将是一次最棘手的登陆尝试。

　　在进入、下降和登陆阶段，这艘3吨重的飞船将从在火星大气顶端的每小时大约1.32万英里(2.12万公里)的速度，迅速减速到在地面的静止状态。急速减速的大部分工作需要通过大气摩擦来实现。最后阶段，一个降落伞将会展开，“好奇”号从飞船中弹出，并利用尼龙缆绳把它拴在拥有减速火箭的天空起重机上。该船将在火星上空盘旋，慢慢把火星车送到这颗红色行星表面。

　　美国宇航局是否在找火星人

　　对于这个问题，答案是否定的。“好奇”号的任务不是寻找生活在火星上的动物或昆虫，而是研究火星上是否有可供生命发展的碳化合物。同时，“好奇”号还会寻找可能存在的生命遗迹。

　　此前，“勇气号”和“机遇号”火星车针对大片的火星表面，希望能寻找到水，相比之下，“好奇”号携带了一整套完整的化学实验室，其中包括X射线扫描仪、高精度激光仪等，欲对火星岩石成分进行现场分析，寻找有机分子的存在。

　　延续“海盗”们的使命

　　1976年，美国发射的 “海盗一号”和“海盗二号”火星探测器成功登陆火星，这也是人类发射的探测器首次登陆火星。这两个火星探测器的任务是确认火星是否适合生命生存，但最终的答案是不适合。

　　“海盗一号”和“海盗二号”都降落在了寒冷、荒芜的平原上，都没有找到有机物。 “没有有机物就没有生命”的论调被很多人认可，但后来的实验表明，由两个“海盗号”带回的火星土壤样本中有令人惊喜的发现。

　　当年负责“海盗”号生命探测实验的列文执意对“海盗”号传回的生命探测数据进行分析。据 《国家地理》频道的报道，列文曾于实验中发现火星上有生命存在的痕迹。他表示：“我观察其中是否有新陈代谢现象，结果所有实验数据都呈现阳性，证明在火星土壤中的确有某种微生物存在。 ”

　　将土壤样本跟放射性碳元素物质放在一起“孵化”，如果碳被消耗掉了，也就表明火星土壤中有某种微生物存在——这在当时是被大多数科学家所接受的实验方法。但在消息宣布前，NASA又通过“海盗”号进行了在火星上寻找有机物的实验，却与列文的结果有明显冲突。NASA最后摒弃了列文的研究，断定火星是一个死亡星球。

　　然而，2008年“凤凰”号探测器登陆火星极地区域，却发现包含氯气的高氯酸盐，NASA这才决定重拾火星土壤研究计划。

　　在2010年进行的一项研究初步认为，很可能30年前在对“海盗”号所采集的土壤样本进行加热分析时，高氯酸盐氧化并破坏了所有有机物质，从而得出了与事实相悖的结论。

　　36年后重拾火星土壤研究

　　“海盗”号的成果令人着迷，但美国宇航局一度表明，他们没有足够的知识和合适的设备来充分研究火星上的生命或生命组成元素。数十年来，寻找外太空生命的光辉目标已经逐渐褪色，但从上世纪90年代中期开始，一系列新发现又重新点燃了人们的兴趣。

　　人们辗转数年发现，NASA曾经的一纸新闻稿的结论还在生效：“有机模块的生命形式可能一直存在于火星上，只是未被发现而已。 ”

　　类似这样“掷地有声”的另一句话，是NASA发言人所发出的——“正是我们对火星知识的匮乏，才使结论显得如此不确定。 ”

　　那么，请期待“好奇”号的成果，据称它的灵敏度是此前火星轨道器的100倍到1000倍。

　　人类史上最大火星登陆项目

　　和2004年登陆火星的“机遇”号和“勇气”号探测器相比，以核燃料钚为动力的“好奇”号火星车质量是它们的3倍，体积是其两倍。 “好奇”号携带10台设备，是“机遇”号和“勇气”号所携设备数量的两倍，质量的10余倍。

　　由于质量和体型增加，“好奇”号登陆失败风险也增加。

　　“机遇”号和“勇气”号先前进入小型火星陨坑，能够爬上缓坡，但“好奇”号将登上盖尔陨坑中高约5000米的夏普山。通过分析夏普山表面情况，“好奇”号可望了解更多火星历史。

　　另外，“好奇”号设备能够举起重物，被称为人类运载至其他星球的最复杂设备。

　　寻找以碳为基础的有机物

　　火星上是否曾经有水存在这个问题已经得到了解答，先前火星探测器发回的图片已经显示出干涸的河床、三角洲和水流痕迹。 “好奇”号这次的目标不是找水，而是寻找以碳为基础的有机物。

　　“好奇”号着陆点预定在火星盖尔陨坑中心的山脚下。盖尔陨坑中心山丘的层状物含黏土和硫酸，着陆点周围存在沉积物形成的冲积扇，这些物质和地貌的形成都与水有关。

　　任务时间正在进入倒计时

　　“好奇”号的任务时间被设定为两年，美国宇航局官员称，其核电池的使用寿命长达10年。先前的火星探测器使用太阳能电池，但这类电池不足以驱动重约1吨的“好奇”号火星车。核电池不仅能保证“好奇”号四处活动，还能让它不会在极寒条件下结冰。

　　如果有必要的话，“好奇”号还可能延长在火星服役时间。但“好奇”号长时间工作所面临的最大问题是资金，在美国宇航局其他项目经费都在被缩减的情况下，美国国会和白宫是否还愿意为“好奇”号拨款目前仍是未知数。

　　测量火星上的高能辐射

　　“好奇”号所携带的一个辐射评估探测器将会测量火星的高能辐射，记录太阳和远处超新星辐射至火星的高能原子和亚原子，分析对地表可能存在的微生物影响，确定未来宇航员在火星可能受到的辐射剂量，同时有助了解辐射环境对火星形成生命的影响。

　　“好奇”号自己会思考

　　过去的火星车会自行绕开挡路的岩石或避开陡峭的坡路。但美国宇航局喷气推进实验室的一些工作人员说，“好奇”号拥有初步的“思考”能力，类似于机器人。

　　“好奇”号并非是人工智能的产物，但它能够用一种新的方式收集数据并作出决定。工作人员称，尽管他们知道“好奇”号会采取什么动作，但他们并不一定清楚它是如何作出这样的决定的。 “好奇”号不会调皮捣蛋，但它可能会给科研人员提供一些决策上的惊喜。

　　■发射花絮

　　控制中心备下幸运花生

　　晚报记者 朱静远 综合报道

　　英国《每日电讯报》记者近期走访了美国宇航局的控制中心，发现了一罐奇特的花生。这罐花生没有什么科技含量，但其所包含的意义却是非凡的——罐子表面写着一行字，“‘好奇’号。进入-降落-着陆，2012年8月5日。 ”

　　这是美国宇航局的 “幸运花生”，专为“好奇”号成功降落之后准备的，没有人敢在任务成功之前打开罐子偷吃一个。这个传统早在上世纪60年代后就开始在美国宇航局内部兴起，当时有一场发射任务，工作团队没有吃花生，结果发射失败了。

　　在美国宇航局喷气推进实验室的控制中心内，一模一样的控制台整齐地排列在大厅内，蓝色的灯光为控制中心营造出一种未来感。中心内以火星时间计时，每一天的长度为24小时40分钟。为了保证火星时间的准确性，美国宇航局内部还有自己的应用软件。

　　一名工作人员说，准确地了解时间是一项挑战，“如果有人说他们在火星上工作，那么他们的意思是他们在以火星时间工作。他们是在另一个时区内。”

　　在控制中心的中央，有一个很小的空地，任务指挥员就是站在那里协调整个团队的工作。一名飞行操作工程师说，他们将这个地方成为“宇宙的中心”。

　　在控制中心的墙上挂着一长串大屏幕，传输着来自世界各地的信息。从1964年开始，控制中心全天有人值守，全年无休。控制中心有备用电源，还储备有可供发电10天的燃料。

　　任务指挥员大卫·欧表示，一旦“好奇”号成功登陆火星，这里将会爆发出欢呼，非常吵闹。在被问及是否担心“好奇”号着陆失败时，另一名科研人员回答说：“有可能，毕竟我们都是普通人。 ”