“勇气”号轶事

2012-07-13 09:03
太空探索 2012年8期
关键词:火星车电池板研磨

□ 谢 懿

“勇气”号的探测目标之一冯布劳恩山丘

在度过了2210个火星日之后,“勇气”号火星车和地面失去了联系。不过有关它的一些轶事也许会永远流传下去。

“勇气”号是美国火星探险漫游者任务中两辆火星车之一。2004年在火星上着陆,原本设计寿命只有90天的它却一直工作了6年。初到火星,“勇气”号便出现了计算机故障。恢复之后,它对火星岩石进行了首次人为的研磨,以便研究其内部构造。此外,“勇气”号还经历了小尘暴的洗礼,就此焕发了活力。不过,它最终身陷火星的软土,冻僵而和地面失去了联系。

“勇气”号和“机遇”号使用的着陆气囊

初涉险境

2004年1月4日“勇气”号成功着陆火星表面。从保护气囊中露出后,它拍摄了着陆地点的全景照片,为挑选下一步的探测目标提供信息。为了纪念7名在“哥伦比亚”号航天飞机事故中罹难的航天员,火星探险漫游者任务团队将这一地点命名为“哥伦比亚纪念站”。

然而,就在发回首幅彩色照片之后不久,2004年1月21日,“勇气”号突然和任务控制中心中断了通讯。第二天它间断地向地面发回了信号,表明自己虽收到了指令,但却处于故障状态。之后发回的工程数据显示,“勇气”号并没有进入休眠模式,而是在不断地浪费电力并处于过热的状态——有可能导致无法修复的损害。

“勇气”号陷入困境后拍摄到的地形图

究竟是哪儿出了问题?主导的观点是“勇气”号的计算机系统陷入了“重启循环”。而造成这一问题的元凶要么是它的闪存,要么是硬件故障。如果是后者,那将是致命的。经过反复地琢磨,工程师们发现:“勇气”号的闪存工作正常,但管理其中文件的模块却出了问题。在删除了一些文件并对闪存系统重新格式化之后,“勇气”号恢复了正常。

攻“坚”战

火星上的岩石是“勇气”号探测的重要目标。它们的外形、结构以及成分可以告诉我们许多有关火星地质、气候和环境的历史变迁。不过,岩石往往会在火星上的风以及沙尘的作用下发生变化,于是对它进行研磨、打孔使其未受侵蚀的内部裸露出来对于还原真相而言就显得极为重要。

在从计算机故障中走出来之后不久,“勇气”号便对一块火星岩石进行了首次人为研磨。它的岩石研磨工具打出了一个直径4.55厘米、深2.65毫米的孔,令岩石的内部物质暴露了出来,可供它机械臂上的显微成像仪和分光仪进一步的分析。千万别小看了“2.65毫米”这个数字,它大大超出了科学家的预计,着实让他们吃惊不小。

借力尘卷

对于以太阳能驱动的火星车而言,有一大因素会制约它们的寿命。那就是火星上的尘埃会逐渐附着在它的太阳能电池板上,降低电能的转化效力。然而,在2007年8月11日,“勇气”号力压使用核动力的“海盗”2号1282个火星日的纪录,成为了当时在火星上工作时间第二长的探测器。那么对于使用太阳能的“勇气”号而言它的长寿秘诀是什么呢?

除了设计和建造工艺的精良之外,火星上的独特天气也起到了益寿延年的作用。2005年3月9日,“勇气”号太阳能电池板的效率突然从最初的大约60%跃升到了93%。而就在第二天,它便目睹了火星上的小尘暴。小尘暴又称尘卷,是一种规模较小的旋风,直径从半米到几米不等。

早在1997年“火星探路者”便在火星上拍摄到了尘卷,不过这一次科学家们怀疑正是尘卷和“勇气”号的不期而遇清除掉了后者太阳能电池板上的尘土,延长了它的寿命。

身陷软土

虽然有了尘卷的相助,但“勇气”号还是在2009年5月1日遇到了它自登陆火星以来最大的危机。它的轮子陷入了火星的软土中。这一软土的主要成分是黄钾铁矾,它只有极小的内聚力使得“勇气”号的轮子很难用上力。工程师们在实验室实物模拟了这一状态并借助计算机模型来寻求解决的办法,无奈“勇气”号照旧无法动弹。

“勇气”号拍到的火星尘暴

“勇气”号拍到的火星上的日落

勇气号

这是极其危险的信号。如果它无法移动并且调整太阳能板的指向或者没有尘卷再一次帮助它的话,那么“勇气”号就会因能源枯竭无法度过火星的冬天。2010年3月30日,“勇气”号错过了预定的与地面通讯,说明它已经进入了休眠状态。之前它通过朝向太阳在冬季把自身的内部温度控制在-40℃以上,但这次温度可能会降至-55℃。

最终,“勇气”号冻僵在火星的荒原上,再也没有醒来。不过,这并不是火星车探测计划的终结。美国已发射了另一辆更大的火星车“好奇”号。与力主寻找水的“勇气”号不同,它的任务是研究火星的过去乃至现在是否具有能承载微生物的宜居环境。

“勇气”号成功登陆火星示意图

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