人类的“好奇心”

陈重威

上世纪初，人们凭着望远镜中看到的火星影像和自己的想象，认为火星上可能存在生命，甚至火星人。然而，最早登陆火星的“海盗”号探测器发回的照片，却显示火星是一个寒冷、贫瘠、干燥、显然已经死掉了的行星。人们探索火星的热情曾因此一落千丈。但就在此时，科学家在地球海洋底部的深海热泉周围，发现了微生物的存在，并从此开始了一系列在极端环境中寻找生命的研究。科学家已经证实，生命可以适应各种环境，看起来唯一必需的要素就是液态水；因为孕育生命的化学反应在水冻结后就会停止。人类对火星的好奇之心因此再度被点燃，美国航天局开启了“跟着水走”的火星探索新时期。

1996年发射的“火星全球勘探者”号探测器发现，火星并不是一颗“已经死掉了的行星”。它传回的高分辨率照片显示，在火星的春末，在一些陡坡上会出现宽达5码的手指状条痕。这些条痕在夏季会变宽并改变形状，长度能达到上百码，然后在冬季消失。在其中的一个陨石坑中，有大约1000条这样的条痕。有科学家相信，这是迄今为止证明火星上有液态水存在的最佳证据。2004年登陆火星的“勇气”号和“机遇”号火星车发现，火星在过去曾经是温暖和湿润的，甚至可能存在过海洋；但后来它的环境发生了巨大的转变。

为了探索火星的过去是否曾经适合生命生存，火星的现在是否存在适合生命生存的环境，美国新一代的火星探测车“好奇”号于2011年11月26日发射升空。经过约9亿千米飞行后，将于今年的8月6日在火星着陆，展开为期一个火星年，约合687个地球日的探测。

“好奇”号的官方名称叫“火星科学实验室”。和“勇气”号、“机遇”号的命名一样，美国航天局也为这辆火星探测车的命名举办了全国性的作文比赛，12岁的美籍华裔小学生马天琪获得冠军，并用她喜欢的“好奇心”命名这辆迄今为止最先进、最复杂的火星探测车；或许是受“勇气”“机遇”名字的影响，中文媒体习惯称其为“好奇”号。作为奖励，马天琪被允许把自己的中、英文签名都写在了这辆正在飞往火星途中的“好奇”号火星车上。

“好奇”号的个头与一辆“甲壳虫”汽车相当，长度约为“机遇”号和“勇气”号火星车的两倍；重899千克，是它们的5倍多；在它身上，与苍蝇翅膀类似的太阳能电池板不见了，这种电池板为“勇气”号和“机遇”号提供了电力。“好奇”号以核能为动力，利用核燃料钚发生放射性衰变时释放的热能与火星表面低温之间的温差来发电。这种新的能源系统为“好奇”号提供了在火星上随意行走的机会，不再受必须有足够光照的限制，即使在夜间也能正常工作。

“好奇”号的着陆地点选择在火星赤道附近的盖尔陨坑。这是一个直径约154千米的盆地，盆地中心有一座高约4800米，由沉积物形成的层状高山。层状物中含有黏土和硫酸，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。挑选“好奇”号着陆点的工作早在2006年就已经开始，最初的候选点有30多个，2008年压缩至4个，最终，盖尔陨坑胜出。

“好奇”号每天可在火星上跋涉约200米，预计两年内能够到达这座山的350～400米的高度。科学家们相信，在这一高度，岩石将发生戏剧性变化。但“好奇”号很可能不会满足于仅在这座高山的山麓地区探测，它最终将登上山顶。

由于“好奇”号火星车体积庞大且重达899千克，不可能像“勇气”号和“机遇”号那样用气囊包裹着着陆。科学家专门为它设计了一架新颖的“空中起重机”，不仅能让“好奇”号安全地软着陆，而且可以把实际着陆点控制在一个更小的区域内。

当整个飞行器到达距离火星表面11千米的高度时，降落伞打开。24秒之后，隔热防护罩脱离。此时，“好奇”号仍然蜷缩在形似意大利饺子的背壳之中，位于8000米的高度。与此同时，“好奇”号所携带的“火星下降摄影机”苏醒过来，开始工作。它将下降过程拍摄成高分辨率视频并传回地球，让科学家能够依据清晰的着陆点周围环境来制定“好奇”号最初的活动路线。

再过几十秒，当飞行器下降到1400米的高度时，背壳也会分离，此时飞行器以每秒80米的速度下降；在它身上安装的8台制动火箭开始喷射，为飞行器进一步减速，直至将下降速度降低到每秒0.75米，成为一架“空中起重机”。

在距离火星表面20米时，“空中起重机”释放出尼龙绳，吊着已经不再蜷缩在背壳之中的“好奇”号缓慢下降，同时8台制动火箭中的4台熄火。那场面有点像直升机吊装货物，只是直升机被换作了4脚喷火的飞行器。在着陆之前的一刹那，“好奇”号的6个轮子会突然弹出来；一旦车轮触及火星表面，尼龙绳便会断开连接，完成任务的“空中起重机”会飞到距着陆点150米乃至300米开外，自行坠毁。“好奇”号则开始它在火星表面的探索工作。

“好奇”号带上火星的设备是迄今为止送往火星的最为专业和先进的仪器。“好奇”号“头”上的两个“眼睛”是两部相机，其中一部能够跨越7个足球场的距离分辨出对面放着的是篮球还是足球。另外一部在“好奇”号抵达一个新的地点时，能够用25分钟拍摄150张照片，然后合成一幅全景照。这两部相机都能够拍摄出彩色照片，与以往送往火星的相机不同的是，它们不再用不同的滤光镜拍摄一系列照片，然后由地球上的科研人员将这些不同颜色的照片合成为彩色照。这两部相机能够在一次曝光中直接获得红绿蓝三种颜色，所得到的照片会更加接近人眼的视觉。

“好奇”号还携带了一个被称做“化学相机”的仪器。它能够发射出激光，击中7米之外的岩石或土壤。被激光击中的物质会产生出等离子体，“化学相机”通过观测等离子体的光谱，来测定目标物的成分。假如岩石表面附着了尘土或风化了的外皮，那么该“相机”可以发射数百次重复的激光脉冲把表层打掉，以测定其内部成分，并与表层的成分进行对比。

“好奇”号的机械臂上有钻头和小勺子。对于岩石，它会用钻头获取样本；对于土壤，用小勺子就可以了。取得样本后，机械臂上的筛子能够把直径大于150微米的颗粒剔除掉。然后，把样本倒入“化学和矿物学分析仪”的入口漏斗，再通过震动让它们进入仪器。在该分析仪内部，有32个像衬衫纽扣一样大的小盒子，它们是用来盛放待测样本的。小盒子都安装在一个转轮上，这样就可以通过转动轮子来让任何一个小盒子位于X光的照射之下。

“火星样本分析设备”是整个“好奇”号火星车上最大的设备，有一个微波炉那么大。如果是在地球上的实验室里，它所集成的那些仪器就会占用很大的空间。如今，体积虽然小了，但灵敏度却大大提高了，能够探测到含量低至十亿分之一的有机物质。

全副武装的“好奇”号做好了寻找火星上水和有机分子的一切准备。尽管科学家们并不确定他们真的能找到任何东西，但即使发现火星上的条件并不适合生命存在也是有价值的。火星上曾经存在的水究竟到哪里去了？这一不解之谜一直激励着人类的好奇之心。