南极与科学的“相爱相杀”

众所周知，南极是天然的科学研究宝库。与此同时，南极的极端条件给使用独一无二的精密仪器的研究人员带来了特殊挑战。

一辆雪地摩托正在南极牵引灵敏的设备

200年南极探险的“魔咒”

2020年1月初，正值人类纪念发现南极大陆200周年之际，开着雪地摩托的科学家在钻石般坚硬的南极冰面上滑行，车尾拖着一连串金属探测器。研究人员希望在这片冰冻的荒芜之地下，找到假想中蕴藏的富铁陨石——古代小行星和可能存在的行星残留物。

但是，南极冰面的坚硬程度令人意外，导致这一连串设备自行破成碎片。零件被切断，电路很快变得不稳定，出现了多个故障点。在南极大陆“外侧陨石回收冰原”探测的第18天，探测设备彻底崩溃了。所有备用金属探测器都已使用过了，无法再修复设备了。

英国曼彻斯特大学电气工程师沃特·范韦尔（Wouter van-Verre）说：“设备损坏是振动导致的，但也是上千次的切割冰块造成的。”

这样的事例比比皆是。南极科学探索历史上充满了悲惨的故事，探索南极大陆最早的一批探险家中有很多人丧生。美国爱达荷大学南极历史学家丹妮拉·麦卡希（Daniella McCahey）表示，尽管技术进步和不断完善的安全规则极大降低了南极探险家的探索风险，但是“冻结”科学发现的设备故障仍然一直存在。这似乎已成为人类探险脚步踏足南极大陆这片“生命禁区”200年来屡屡遭遇的“魔咒”。

当重要设备部件失灵时，通常只能采用“马盖先式”的工程解决方案来继续研究工作，否则研究项目就只能不了了之，至于是否能获得更多的科学发现也就未可知了。（马盖先是美国系列影视作品《百战天龙》的男主角，是一个智勇双全的现代英雄，他知识广博、机智过人，擅长用普通生活用品作为工具，帮助自己和拍档摆脱困境，化解种种危机，常常是一把小刀走天下，还有一套特立独行的“马盖先主义”论调。）

雪地巡航车就是早期产生设备故障的例子。它建造于1939年，重达37吨，是当时美国芝加哥制造业的骄傲。它的设计目标是在危险重重的南极地形上轻松滑行，使船上人员可以随时随地开展科学观测。但是到达南极后，它巨大又过于光滑的轮胎却无法驱动这个庞然大物在冰面上行进多远。最终，在遭遇一场特大暴风雪后，它被遗弃在皑皑白雪堆成的坟墓里。

1939年停泊在美国波士顿港的“北极星”号科考船，它装载着雪地巡航车即将驶向南极。因巡航车体积庞大，还伸出了港口货运轨道

但是，相对简单的技术也容易受到南极恶劣环境的影响：在1957—1958年英联邦横穿南极大陆探险中，探险家们的手表就失灵了，而在南极，手表是至关重要的计时工具。

尽人事听天命

20世纪90年代中期，美国康奈尔大学的天文学家詹姆斯·劳埃德（James Lloyd）曾在南极阿蒙森-斯科特站待了两年。他深有感触：“让人类机器正常运转显然要比让物理机器正常运转容易得多。”

准备工作只能做到这种程度：你可以在实验室或类似南极的荒野中尽可能地多做技术测试。上文所述那些铁陨石搜索者们在实验室和模拟环境中都做了测试，甚至在南极大陆的一小片地方进行了成功的试运行。但是，“除非你在最终的研究地点上真正尝试，”麦卡希博士说，“否则你就不知道设备将如何工作。”

“我向你保证，在南极找不出一个研究项目的设备是可以完美运行的。”美国科罗拉多矿业学院冰川学家马修·齐格弗里德（Matthew Siegfried）断言。

在冰冷的世界之极，没有配备大量装备的重型补给站，因此，探险队会携带尽可能多的备件飞往南极。曼彻斯特大学电气工程师利亚姆·马什（Liam Marsh）说：“这全副武装的架势跟太空探索者的装备也相差无几了。”

在南极维修设备之体验

齐格弗里德博士回忆，有一次他开着雪地摩托从基地前往45英里外的一个偏远的导航站，当时他携带了燃料罐。当他停下来加油时，才意识到用来给雪地摩托加气的手动泵输气管不见了，迫使他把工具箱中的其他配件改装成一个相当混乱但十分有效的燃料传输系统。

范韦尔说，这种临时抢修工作令人不愉快。你不得不将就恶劣的维修环境，很快就会想念坐在桌椅前维修设备的奢侈感觉。捯饬小零件时还得取下手套，双手不得不暴露在令人痛苦的严寒中。

这样的维修困境可能会产生令人后怕的惊魂时刻。美国新墨西哥州地质和矿产资源局局长内利亚·邓巴（Nelia Dunbar）记得，他在雪地摩托传动链突然断裂后，将其带回营地的情景。在维修过程中，雪地摩托突然“复活”，开足马力倒转过来，横冲直撞，险些撕毁了他团队的帐篷。

探险家在南极冰面上修理铁陨石探测器

令人啼笑皆非的南极恶作剧

即便使用功能完善的设备，南极的“恶意”也可以施展得富有创造性。美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校的海洋学家汉克·斯塔斯威奇（Hank Statscewich）于2014年探访了南极大陆，研究生物热点附近的洋流。在那里，一座庞然大物般的冰山漂移所到之处粉碎了一切，最后不可思议地停在了他那小小的水下科学探测器之上，切断了探测器与地面的联系。

值得注意的是，几个月后，支离破碎的探测器残骸懒洋洋地浮出水面，它与冰山的“暴力遭遇”被科学仪器忠实记录下来。斯塔斯威奇的经历是南极科考现实的缩影：许多人设法从技术灭顶之灾中恢复过来，其中就包括曼彻斯特的铁陨石搜索者们。他们在南极探险中设法找到了100多个太空陨石，包括数个富含铁的陨石。当他们将探测设备的“尸体”拖回营地时发现了一颗陨石，并且在18天时间里收集了宝贵的数据。像之前每一次麻烦重重的探险一样，他们的窘境变成了经验，降低了今后的探险遭受同样挫折的可能性。

前事不忘，后事之师。可以预见，在南极结束对科学设备的肆意破坏还需要很长时间。

“南极是一个无情的环境，”英国格拉斯哥大学空间系统工程专家帕特里克·哈克尼斯（Patrick Harkness）说，“如果你在准备过程中犯了任何错误，在南极就会暴露无遗，迟早要吃苦头。”

资料来源 The New York Times