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浴“火”的“凤凰号”

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这颗用传说中不死的鸟命名的探测器,只有三个月的“生命”。之后它的“遗骸”将永远留在火星。然而它传回的信息却决定了下一个世纪的人们是否能移民这颗星球

“调情者”,这样一个煽情的名字,被用来称呼“凤凰号”火星着陆探测器首个测试挖掘地。“凤凰号”用它长达2.35米的机械手臂挖取样品后,留下了一个小小的水平印记,看上去和小孩子在沙堆上用小铲子留下来的痕迹没有两样。

“凤凰号”挥起第一铲

在火星北极着陆一个星期后,美国“凤凰号”火星着陆探测器6月2日掘起了火星的第一铲土,这是它的机械臂在火星上留下的“第一痕”。这也让科学家们悄悄地松了一口气。5月28日,着陆后的第三天,“凤凰号”经历了继着陆的“恐怖7分钟”之后的最大一次考验,由于计算机程序错误,“凤凰号”上最主要的设备――机械挖掘臂不能展开。而2日的这一铲就是为了测试一下故障排除后,机械挖掘臂是否能正常工作。

掘土动作完成后,地面控制人员发出了指令,首先让机械臂前端的照相机给土壤拍了一张照片,然后指挥机械臂把土倒在了附近的指定地点,看来“凤凰号”正常工作没有问题。

即使只是测试,“凤凰号”还是给正在目不转睛进行观察的科学家们一个很大的惊喜:在挖土的位置附近发现有些亮晶晶的物质。“这些发亮的物质可能是冰或者盐,我们迫不及待地想在附近再取3份土壤样本进行测试,可能会获得更多信息”,负责机械臂项目的科学家雷-阿维德松兴奋地说。

按计划,“凤凰号”项目小组过几天会让机械臂再掘下一铲,并把挖掘到的土壤样本递送到探测器携带的科学仪器中,进行加热、“嗅探”等,以鉴别分析其中的成分。这样做的目的,也是“凤凰号”此次最重要的任务,确认火星是否曾经支持原始生命的生存。确切的说,是要确认火星的极区到底有没有水冰,有没有微生物,有没有可居住性。这将便于科学家们进一步确认火星是否能为人类以后提供适合的生存环境。

机械臂是“凤凰号”区别于其他火星探测器的最重要的“器官”。依靠它,“凤凰号”会在火星表面挖出一个深度为60厘米左右的取样坑。通过一连串锄耕机似的动作,机械臂将火星松软区域的表层清除干净,让冰层在外,然后用铲子前端的刀片切下一小片冰。真正挖掘冰样本时还会用到铲子后面的一个小钻,这个弹簧加压钻利用弹簧的压力。在地面上弹跳、旋转、摩擦冰土层,再利用弹簧的弯曲运动促使松动的冰样本进入小室,以进行分析实验。机械臂底部还有平土铲,它能将没用的物质清除掉,以便继续切割冰层。这样的动作将是“凤凰号”在火星上工作的主要内容。

采集到的火星土壤样本,“凤凰号”将在其微型烤炉中加热,这和平时人们在家烘烤食物没有太大的不同,“就像一个烤箱,把土壤和冰块放在里面烤,直到烤出气体来”。虽然不能分辨出里面是否存在DNA或蛋白质,但“凤凰号”携带的科学仪器能够检测出这些气体中是否存在有机物质成分。除了测试火星地表的温度、压力、湿度和风力外,“凤凰号”还将向火星上空发射激光,来检测大气中的粉尘和细微冰颗粒的状况。

按计划,凤凰号将在火星实施为期90天的探测任务。

惊险着陆后展翅的美丽

“凤凰号”火星探测器,2007年8月装载于Deltall运载火箭上,从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角发射,经过4.22亿英里的长途跋涉,2008年5月来到火星。它并不是火星上唯一的一个探测器,但它无疑是迄今为止最重要的一个。近10年来美国成功发射的探测器有5颗:2颗轨道器,“奥德赛号”轨道探测器和“火星勘测轨道器”:3颗着陆器,“勇气号”和“机遇号”以及“凤凰号”火星探测器。“勇气号”和“机遇号”落到火星上后可以到处跑,它们都装着轮子,它们的任务类似观光游览拍照片,传回来的很多图像资料对确定“凤凰号”的着陆地点具有参考价值。

“凤凰号”则不同,它有“三条腿”,只能在火星极地的着陆地附近进行挖掘,不能到处跑。“奥德赛号”探测器在火星的北极部分发现可能有水冰,所以这里被确定为“凤凰号”的着陆点。着陆点对于“凤凰号”至关重要,如果这里确认有冰,并且有生命迹象曾经存在,那“凤凰号”的着陆点也将是以后人类登上火星的着陆点。“奥德赛号”和“火星勘测轨道器”目前为“凤凰号”与地面指挥中心之间的通讯服务做贡献。“火星勘测轨道器”接收发自地球的指令转发给“凤凰号”,凤凰号获取的数据则通过“奥德赛号”轨道探测器传回地球。

“凤凰号”到达火星是个好季节。这也是科学家们精心挑选的,每26个月只有几天适合发射。5月,火星的春天来了,一些水冰慢慢融化。此外,在火星的北极,春天和夏天有几个月太阳终日不落,温度提高,利于观测,是个难得的好时机。“凤凰号”体重350公斤,它不得不采用打开降落伞“软着陆”的方式来落地,这样的着陆方式已经有30多年没有用过了。美国东区时间5月25日19:53分,“凤凰号”成功着陆的首个提示信号发出,美国宇航局观测室里一片欢呼。着陆后,“凤凰号”静静地等待因为自己350公斤的体重坠落而腾起的尘埃落定,然后抖落掉身上的尘土,15分钟后,正如展翅的凤凰一样,“凤凰号”打开了美丽的太阳能发电板,升起了气象天线杆。

一个火星日约比地球上的一天长40分钟。在度过第10个火星日之前,“凤凰号”将进入“挖掘”阶段,每天有两小时用来挖土壤,这个阶段将占据此次任务的绝大部分时间。

20多年后载人登火星?

和“凤凰号”一起登上火星的还有一个“时间胶囊”。这是科学家们精心准备的一张DVD,上面刻录着人类对火星探测的远景规划以及一些关于火星的文学作品,其中包括今年3月过世的英国著名科幻作家克拉克的传世作品《2001:太空漫游》、《火星纪事》的作者――美国科幻小说家雷布莱柏利的留言。还有一些以火星为主题的艺术作品,比如1936年飞侠戈顿影集海报、1938年让地球人信以为真的威尔斯的广播剧《火星人入侵地球》。此外还有地球上几十万个火星爱好者的人名名单等。这张DVD可至少在火星上保存500年。这个数字时光胶囊将静静地等待登上火星的第一人来开启。

地球人移民太空的梦想由来已久。但经过天文学家观察,目前观测到的可能具备移民条件的星球并不多。有几个经过初步观测可能适合人类居住,但距离太远,可望而不可及。而太阳系内仅有火星一颗是可能适合的。虽然仍很远,但它已经是跟地球最相像,也是最近的一颗行星了。金星曾被考察,但它的气候实在恶劣,即使观测器也无法观察。

火星的气候也不太好。比如它上面有非常大的沙尘暴,真正大起来相当于地球12级台风的3倍。有的沙尘暴涉及到的范围甚至相当于一个西太平洋那么大。之前的“机遇号”和“勇气号”火星探测器都因为沙尘把太阳能电池板

覆盖而导致电力不够。虽然火星条件恶劣,但很多天文学家称,火星是地球的未来。他们认为火星以前跟地球是一样的,但是通过长期的演变现在变得非常冷,并且没有了液态水的存在。于是有科学家预言人类有可能到火星上种树,并借此将火星改造成城市为人类居住。

中国空间技术研究院研究员庞之浩介绍称,火星目前的环境人类是没法生存的,但是它有大气,大气的压力只有地球的1‰所以关键是要把火星的气候改造成适合生命、生物生长的环境,如果能够使它的温度提高,大气量增加,这种情况下才能考虑种树。有一个方案是在火星上安装一个大的发射镜,提高火星的温度,最终目的是要使火星能够产生温室效应。使二氧化碳上升产生温室效应。还有更极端的办法,比如进行核爆炸等等。不过目前连微生物都很难找到,这些都还只是设想。“凤凰号”要做的正是找水、找微生物并且摸清火星极地的气候状况。这次能够有新的发现的话,下一步就是载人计划,美国现在的规划是2030年进行载人登火星。

探索登陆火星之路

人类登上火星要克服的还不只是气候。庞之浩说,载人计划面临的困难非常多。比如时间特别长,去火星得半年,回来得半年,目前科学家初步计算人至少要在火星上待100天才能找到窗口回来。最大的问题就是生保系统能不能跟上,用过的水,甚至尿液处理能不能再用,食品能不能带上去,还有人类能不能就地取材,能不能把火星上的二氧化碳分解,作为人用的氧气以及探测器的燃料。还有辐射,目前人类在太空最长的时间是400多天,而到火星一个来回至少500天,银河里的有些辐射线以及太阳辐射线都对人体有影响。

此外还有微重力和低重力的问题,长期的微重力、低重力对人骨骼、肌肉、心血管的影响都要研究。庞之浩说,还有一个最重要的是心理作用,长期的太空飞行对人的心理影响是比较大的。所以长期的火星飞行,目前计划最佳的方案是派6个人:里边包括全科医生――什么病都能看,女宇航员――能调节气氛和心理问题,维修专家,全能的科学家――既能探测生物,又能探测地质。这么多的人,更增加了登陆火星的技术难度。

不过,即使看似遥远,人类在不断倡导保护地球之余也正在探索登陆火星之路。在“凤凰号”之后。美国准备在2009年或者2011年发射第三代火星车“火星科学实验室”,它很大,能爬60度左右的坡,不以太阳能电池为主。而以核电能为主。而俄罗斯和中国也在2006年了联合探测火星的计划。前苏联很早就发射过很多火星探测器,但由于难度大失败的比较多。此次中国将把1 10公斤左右的“荧火一号”火星轨道器搭载在俄罗斯的福布斯探测器上,重点探测火星的空间环境,比如火星大气层上面边缘的地方磁场情况以及电离层的・情况等等。

人类走向火星的脚步正越来越近。