“好奇”号鲜为人知的秘密

杨孝文

美国航空航天局研制的“好奇”号火星车是一台令人敬畏的科研机器。现在，很多天文迷都知道这辆火星车装有用于轰击岩石的激光器以及17台令人吃惊的照相机。不过，还有一些秘密恐怕就是很多人不知道的了。以下介绍的便是“好奇”号一些鲜为人知的秘密。

与参加火人节的狂热者相比，“好奇”号项目组的工程师似乎更喜欢烟火秀。在进入火星大气层并最终着陆的过程中，“好奇”号共上演了76场烟火秀，帮助其顺利着陆。部分爆破严格进行控制，释放的能量相当于点燃一盒火柴，其他爆破的威力相当于一个柱状炸药包。

在进入火星大气层前，“好奇”号在5毫秒内上演了10场烟火秀，部分用于释放微型切刀，切断连接的绳索，余下的用于分离进入舱和巡航段。其他爆破用于释放钨材料制造的压舱物。规模最大的爆破用于展开“好奇”号的超音速降落伞。即使在着陆之后，“好奇”号仍进行了几次爆破。工程师需要拆掉“好奇”号照相机的镜头防尘盖，将其变成小型烟火装置。

“好奇”号的下降段依赖于一体成型。这辆火星车的下降段由三个大型嵌板构成，连接着数十个组件，包括燃料箱、绳索支架、通讯线路、航天电子设备箱以及保护壳。

“好奇”号的组装、测试、发射和执行火星考察任务由喷气推进实验室负责。实验室的工程师本杰明·托马表示，嵌板的制造是一个非常复杂的过程，每个历时11个月。不过，这种付出显然是值得的。由于采用这些嵌板，下降段的质量效率更高，结构也更为出色，帮助“好奇”号以近乎完美的精确度在火星表面着陆。

随着“好奇”号即将在火星表面着陆，下降段火箭的发动机吸入大量肼燃料。为了帮助发动机吸入足够燃料，工程师需要安装很粗的燃料导管。工程师托马表示，这些导管尺寸巨大，硬度很高，能够为下降段组件提供结构支撑。但这也导致了一个问题：下降段部分区域的震动或者移动可能导致负荷穿过这些导管，而不是本应承担负荷的支撑结构。如果管道在降落过程中发生弯曲或者破损，整个任务将以失败告终。为了解决这个问题，“好奇”号项目组工程师为肼燃料输送管道安装了巨型吸管形环结构，防止它们承受太多负荷。

“好奇”号的六个约50厘米的车轮远远超过此前的火星车。每一个车轮由自身的马达控制，可以在其他车轮处在适当位置的情况下旋转，以便在火星涂层中拖出浅显的沟渠。“好奇”号的车轮采用黑色设计，看起来与普通汽车车轮差不多。不过，它们并非由橡胶制成，这种材料会在外太空的低温环境下破裂，也可能因火星尘埃的侵蚀退化。“好奇”号的车轮采用阳极电镀铝制成。这种金属材料较为柔软，能够为“好奇”号提供缓冲。这辆火星车的轮辐采用钛材料，呈弯曲状，能够像弹簧一样起到吸震作用。

现在，“好奇”号已正式踏上火星考察之旅，车轮也已经走上了工作岗位。在地球上，科学家曾对车轮进行测试，“好奇”号最后安装的组件便是车轮。工程师之所以如此谨慎，是因为车轮将始终与火星土层接触，如果不在最后安装，车轮很有可能将地球上的细菌带到火星。

“好奇”号车轮一个最令人吃惊的设计是每个车轮上有三排小孔，形状为字母J—P—L，代表喷气推进实验室。只要在火星表面上移动，这辆火星车便将制造者的名字留在火星的土地上，帮助研究人员统计“好奇”号的步幅数。此前的“机遇”号和“勇气”号也采用这种设计，轮子上有一个小洞，轮子通过螺栓与火星车的平台连接在一起。“好奇”号并不需要螺栓将轮子与平台连接在一起，因此更加美观。

很多人注意到“好奇”号的背部有看上去好似QR码（QR意为快速反应）的图案。实际上，它们是增强现实标签，用于向智能手机传输有关“好奇”号任务的特定信息。这些标签最初并未被定为“好奇”号项目的一部分，直到这一项目正式启动。照片展示了“好奇”号的两个增强现实标签，位于照片底部。增强现实标签，位于照片底部。

“好奇”号的传动装置允许工程师了解不同组件的移动幅度。在进行测量时，美国航空航天局通常喜欢做到“双保险”，为此，“好奇”号安装了很多小型圆形黑白基准标记，这些小标记好似被切成四半的圆。在移动前后，“好奇”号的照相机会对这些小标记进行拍照。这种方式允许工程师比较“好奇”号的机械臂向左移动了多大幅度或者顺时针旋转了多大幅度。通过这种方式，他们能够创建一个有关“好奇”号所有移动部件的三维数据集。工程师本杰明·托马表示，这些基准标记更多是一个备用系统。“好奇”号的传动装置帮助科学家了解所有部件的移动情况，基准标记则让他们拥有第二个选择。

在“好奇”号的背部，靠近超高频天线的位置，我们能够看到很多名字。在研制“好奇”号的过程中，美国航空航天局通过网上提交的方式征集了近124万个名字，另外还挑选了2万个喷气推进实验室和肯尼迪航天中心访客的名字。这些名字被蚀刻到电子束显微镜的硅芯片上，显微镜随后装上“好奇”号。照片展示了刻有上百万名字的硅芯片。一个微小的黑色装置从“好奇”号右后侧伸出，这个装置就是“好奇”号的日晷。日晷是此前的火星任务——“机遇”号和“勇气”号的遗产，上面有16种语言写的“火星”字样。除了帮助确定时间外，这个仪器还可用于校准“好奇”号的高分辨率3D彩色桅杆相机。火星的多尘环境让一切景象看起来都比地球上的红一些，照相机需要了解哪些色彩是真实存在的。此外，日晷上还刻有文字“To Mars，To Explore”，在“好奇”号“死亡”后充当一个纪念碑。

几千年来，火星一直激发着人类的想象力。最初，我们将火星视为一颗流浪星，一个来自神灵住处的战争使者。最近几个世纪，人类借助望远镜改变了对火星的认识，认为火星拥有与地球类似的气候。进入太空时代之后，我们认为火星是一颗与月球类似的星球，表面布满陨坑。后来实施的火星探测任务告诉我们，火星一度拥有大量液态水。这促使我们提出“火星上是否曾存在生命”这样的疑问，“好奇”号的一个重大使命就是帮助人类解答这个问题。