好奇号探访火星

时间:2022-07-10 04:57:00

好奇号降落在盖尔陨石坑之中。坑的正中央有一座高达5500米的山峰,接下来的一个火星年里它将沿着山峰爬上去,分析一层层的沉积物、从而确定火星的地质历史

当地时间8月6日凌晨1点32分,美国加州帕萨迪纳一间灯火通明的实验室里突然爆发出一阵欢呼。人们站起身来满含热泪相互拥抱——他们刚刚成功地把人类历史上最大的行星漫游车“好奇号”送上了火星。这是人类第四辆成功着陆的火星漫游车。

更有趣的是,好奇号安全着陆后,还在火星上安全地发了一条推特!“I'm safely on the surface of Mars. GALE CRATER I AM IN YOU!!”(我已抵达火星表面,盖尔陨石坑,我来了哦!)这个被公认最会卖萌的超级火星车,登陆后持续轻松微博,迅速成为粉丝破50万的推特“红人”。

火星,我来了!

此前火星上已有旅居者号、勇气号和机遇号三辆火星车。而好奇号的个头要比之前的火星车大得多。第一代旅居者号,体积只有微波炉大小,第二代勇气号和机遇号,个头有高尔夫球车大小,而第三代好奇号火星车,个头跟一辆mini cooper差不多。确切地说,好奇号携带的科学设备,从质量上来说,相当于前代火星车的10倍。

勇气号和机遇号火星车前往火星的主要目的,是寻找火星历史上曾经有水在表面上流淌的证据。这两辆火星车都出色地完成了任务,不仅在火星上找到了水曾经存在过的证据,而且还证明历史上火星有过一段湿润的时期,当时水曾在火星表面长期存在。好奇号的任务则更进了一步——它将调查火星上现有的环境是否适合微生物生存,还将调查火星岩石中是否留存有火星生命曾经存在过的证据。

换句话说,勇气号和机遇号只是寻找火星历史上适宜生命生存的环境,而好奇号是直接冲着生命去的,它或许将为火星生命是否存在(或者是否曾经存在)带来突破性的证据。所以,如果哪天好奇号发现了“火星人”也不要太惊讶。

无论如何,探索火星对人类意义重大。而我们的好奇号也的确是有备而来。它重达1吨,大部分用来装载相应的检测设备,检测全面程度和精度要远远超越它的前辈。亮点的装备如:多个彩色摄像头,可以拍摄3D模式的照片和影片;激光发射器+光谱仪,可以将最远7米的石头烧出一个小洞,分析蒸发物并确定成分;中子探测器,专门用来寻找岩石和土壤中的水分;辐射探测器,测量在没有磁场的情况下火星表面会遭受多大的辐射;化学实验室,重点寻找岩石和土壤中的有机物。如果发现有机物,火星有生命的可能性就大大增加;核电池,至少可提供持续1个火星年(687天)的动力,不用再像前任们那样担心沙尘掩埋太阳能板了。

探寻“火星人”?

科幻小说常常把火星描述为我们的第二故乡,并在叙述火星移民进程时有意无意地夸大了火星和地球的相似程度。有些相似其实无关紧要,比如火星的一天几乎和地球一天一样长;有些相似则属描述误导,比如火星陆地面积和地球陆地面积相当,但火星上根本没有海洋啊……现实中的移民火星还基本处于妄想。然而,火星在几个重要方面的确值得注意:

冰盖:火星和地球的两极都有冰盖,而火星冰盖极可能也是主要由水构成。水对人类未来殖民的意义显而易见,但这一发现对当下地球的意义就不是所有人都知道了。

我们熟悉的地球是两极都有冰盖的地球,但鲜为人知的是,这并非地球历史的常态。在46亿年的地史里,可能有接近一半的时间十分温暖,两极都根本没有任何冰川,气候和生态系统也和我们熟悉的地球有相当的差别。我们还不完全清楚地球是如何在这两种状态下转变的,转变过程中又发生了什么。眼下的全球气候变暖也会影响冰盖的形态,而考察火星的冰盖有助于我们理解这些变化的机制和后果。

地轴:地球的自转轴和公转轨道有23.5度的夹角(叫做“黄赤夹角”),很稳定。可是火星的旋转轴虽然目前也是差不多的25度,却十分不稳定。这可能是因为火星没有地球这样的大月亮来帮助稳定……有趣的是,转轴的角度会影响到冰川的分布,当倾角很大的时候,冰川将在赤道附近而不是两极形成。所以火星车在中纬度的地下发现了大量的水。

转轴倾斜的另一个重要影响是产生四季变化。黄赤夹角越小,四季的差异也就越小。紊乱的四季会对火星带来怎样的地质和气候影响呢?一颗四季紊乱的星球是否适合人类居住呢?这都是有趣的问题。

磁场:虽然火星也曾有过星球范围的磁场,今天它已经没有了;但地球一直是有磁场的。磁场保护行星免受宇宙射线的侵袭,可能还帮助留住大气和水分。但是地球历史上仅在最近一亿年里就出现过大约两百次地磁反转,每次可能会有约几百年的时间里磁场极其微弱、近乎没有。暂时失去磁场保护的地球会变成什么样子?也许火星能帮助我们知道。

地貌:当今的世界第一高峰珠穆朗玛峰形成不过几千万年,高度也只有8848米;相比之下火星虽然体积只有地球八分之一,但第一高峰奥林帕斯山却足有21229米高。火星上还有直径2500公里的巨型陨石坑“希腊盆地”,4000公里长、8公里深的大峡谷“水手谷”,宽5000公里、海拔7000米的塔尔西斯高原,冬季可达1600公里宽、5公里厚的北极冰盖。为何火星能保有这么多太阳系之最?还是要靠火星车研究地质和气候。(话说回来,未来的火星大概是个好旅游点……)

生命:迄今为止还没有确切的证据表明火星上有生命,但至少我们知道火星上有过热泉口,所以曾经有过适合生命存在的环境……

好奇号使命

好奇号最初的名字是火星科学实验室。2009年,NASA在网站上公开给这台火星车征名,最终采用了当时还在上六年级的12岁华裔小女孩马天琪起的名字——好奇号(Curiosity)。马天琪当年写了一篇不到200字的短文,说明了给新火星车起名叫好奇号的理由:

在我小的时候,我想知道,“为什么天是蓝的”,“为什么星星会眨眼”,“为什么我会是我”,现在还是这样。我有太多的问题,我想在美国找到我的答案。好奇是一种激情,驱使着我们每天这样生活。有了问问题和保持惊奇的需求,我们成为了探险家和科学家。当然,那里有很多的风险,但尽管如此,我们仍然会继续惊奇,梦想,创造和希望。我们已经发现了这个世界的许多真相,但仍然太少。我们永远不会知道应该要知道的所有事情,但有了我们正在燃烧的好奇,我们已经学到了更多。

现在,给好奇号起名字的小姑娘已经15岁了,好奇号成功登陆当日她也受邀来到了NASA的任务控制中心,还在后来的新闻会上露了一脸。当然,她还有更值得骄傲的事情——已经在火星上登陆的好奇号上面,有她亲手签下的名字。

这个有着马天琪亲笔签名的火星车,现在降落在盖尔陨石坑之中。坑的正中央有一座高达5500米的山峰,接下来的一个火星年里它将沿着山峰爬上去,分析一层层的沉积物、从而确定火星的地质历史。如果它一切顺利,那么带给我们的不仅仅是对火星的了解,可能还会帮助我们迎接地球眼下面临的问题。

祝它好运吧。

(作者为科学松鼠会成员)

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