橘紅色的火星在地球人眼中充滿(mǎn)了神秘。
古希臘稱(chēng)之為戰(zhàn)神，中國(guó)古代叫它“熒惑”，有“熒熒火光，離離亂惑”之意。即使到了現(xiàn)代，火星也是科幻小說(shuō)家的寵兒，“火星人”、“火星語(yǔ)”令人遐想；科學(xué)家也對(duì)探索火星興致勃勃；“移民火星”的人類(lèi)夢(mèng)想更是讓人熱血沸騰。
這顆直徑為地球一半，質(zhì)量為地球1/10的類(lèi)地星球表面沙丘、礫石遍布，沒(méi)有穩(wěn)定的液態(tài)水體，大氣中的二氧化碳多達(dá)95%，大氣壓力不到地球平均大氣壓的1%，沙塵懸浮其中，常有席卷全球的塵暴發(fā)生。
然而這并不能阻擋地球人探索它的熱情。
在過(guò)去的幾十年里，蘇聯(lián)、美國(guó)、歐洲紛紛向火星發(fā)射探測(cè)器。雖然失敗多于成功，但承載著人類(lèi)夢(mèng)想的“火星使者”仍然前仆后繼地奔向火星。其中最新的探險(xiǎn)者當(dāng)屬美國(guó)宇航局（NASA）的“好奇號(hào)”火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（Mars Science Lab）。
“好奇號(hào)”的名字來(lái)自一個(gè)小女孩。早在幾年前，NASA就向社會(huì)廣泛征集這一探險(xiǎn)者的名字。來(lái)自堪薩斯州小學(xué)的１２歲華裔學(xué)生馬天琪（Ｃｌａｒａ Ｍａ）在NASA舉辦的為火星探測(cè)器命名的作文比賽中獲得冠軍，得以用“好奇”命名美國(guó)下一代火星探測(cè)器。
“好奇號(hào)”的個(gè)頭超過(guò)了以往任何一個(gè)探測(cè)器：它長(zhǎng)3米，寬2.8米，高達(dá)2.1米，輪直徑為0.5米，重達(dá)899千克。此外“好奇號(hào)”還有著長(zhǎng)達(dá)2.1米的“手臂”。
攜帶多達(dá)10個(gè)科研儀器的“好奇號(hào)”已經(jīng)開(kāi)始在火星上辛勤工作，不時(shí)向地球上的科學(xué)家匯報(bào)最新進(jìn)展，甚至“聆聽(tīng)”地球上傳來(lái)的歌聲，再把歌聲傳回地球。
254天，飛越5.67億公里
美國(guó)東部時(shí)間2012年8月6日凌晨1點(diǎn)31分，加州理工學(xué)院NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室里掌聲雷動(dòng)，在場(chǎng)的科學(xué)家無(wú)不為“好奇號(hào)”完美地按照計(jì)劃登陸火星而歡呼雀躍。
在踏上火星的地面之前，“好奇號(hào)”已經(jīng)在茫茫星際中旅行了長(zhǎng)達(dá)254天。
時(shí)間退回美國(guó)東部時(shí)間2011年11月26日上午10：02。佛羅里達(dá)州卡納維爾角空軍基地一支火箭騰空而起，大地顫動(dòng)，火光炫目，“好奇號(hào)”自此登上長(zhǎng)達(dá)5.67億公里的漫長(zhǎng)旅程。
脫離地球引力后，“好奇號(hào)”的太空遨游正式開(kāi)始了。它一邊朝著火星的方向飛，一邊以每分鐘兩周的轉(zhuǎn)速繞著飛船的軸旋轉(zhuǎn)，姿態(tài)優(yōu)雅。
在太空中遨游的“好奇號(hào)”就像一只風(fēng)箏，牽著它的是一束無(wú)形的電磁波。“好奇號(hào)”自身的天線(xiàn)和信號(hào)發(fā)射器通過(guò)7~8G赫茲的高頻電磁波與地面上NASA的深空網(wǎng)絡(luò)（Deep Space Network）進(jìn)行“交流”。
這個(gè)龐大的國(guó)際天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)由三處呈120度分布的深空通信設(shè)施組成：一處在美國(guó)加州的戈?duì)柕滤雇ǎ挥诎退雇惺懈浇哪S沙漠之中；一處位于西班牙馬德里附近；另一處位于澳大利亞的堪培拉附近。從起飛到著陸，“好奇號(hào)”的一舉一動(dòng)都盡收深空網(wǎng)絡(luò)的“眼底”。
深空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)“好奇號(hào)”的身體健康情況，調(diào)整飛船上的太陽(yáng)能電池帆板方向，也在必要的時(shí)候調(diào)整飛船的軌道，防止飛船“誤入歧途”。
2012年1月12日，地面上的科學(xué)家第一次對(duì)“好奇號(hào)”的軌道作了微調(diào)。由于完美的表現(xiàn)，預(yù)期中的6次調(diào)整機(jī)會(huì)最終只用到了4次。
一路飛行的“好奇號(hào)”需要的大部分電能來(lái)自飛船的光伏電池陣列。這個(gè)總面積超過(guò)12.8平方米的光電轉(zhuǎn)化帆板如果滿(mǎn)負(fù)荷在地球上運(yùn)行，發(fā)電功率高達(dá)2500瓦，輕松超過(guò)飛船用電需要。即使在“好奇號(hào)”接近火星離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的時(shí)候，電池陣列功率也至少能夠達(dá)到1080瓦。
“好奇號(hào)”還攜帶了多任務(wù)熱電發(fā)生器（MMRTG）提供充電，這個(gè)以4.8千克的钚-238氧化物為燃料的核電池能夠?yàn)轱w船提供電力供應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的能量使“好奇號(hào)”不至于在火星的寒夜里“凍僵”。
和核武器的反應(yīng)不同，即使“好奇號(hào)”不幸撞上火星，MMRTG也不會(huì)發(fā)生爆炸，不會(huì)將有害物質(zhì)泄露到火星表面。
“生死7分鐘”
在抵達(dá)火星表面之前的45天，“好奇號(hào)”已經(jīng)開(kāi)始積極“熱身”：預(yù)加熱一些儀器元件，升級(jí)自控元件參數(shù)（降落過(guò)程需要“好奇號(hào)”自主控制），告知“好奇號(hào)”相對(duì)火星的位置等等。
當(dāng)“好奇號(hào)”進(jìn)入火星大氣層的時(shí)候，它的速度高達(dá)5900米每秒，經(jīng)過(guò)短短的7分鐘之后，“好奇號(hào)”要著陸在火星表面，是非常大的挑戰(zhàn)。
為了迎接“好奇號(hào)”的到來(lái)，NASA特意調(diào)整了圍繞火星飛行的奧德賽（Odyssey)衛(wèi)星的位置，“如果不對(duì)Odyssey的位置進(jìn)行調(diào)整，‘好奇號(hào)’登陸兩分鐘后它才能抵達(dá)其上空，”NASA表示，“為了能夠快點(diǎn)得到‘好奇號(hào)’登陸的消息，我們決定讓Odyssey提前6分鐘到達(dá)‘好奇號(hào)’著陸上空。”
Odyssey擔(dān)此重任也不是沒(méi)有原因。當(dāng)“好奇號(hào)”落到火星表面時(shí)，地球相對(duì)于火星已經(jīng)“落下”，“好奇號(hào)”自身發(fā)出的信號(hào)不能直接被地球深空網(wǎng)絡(luò)接收；Odyssey已經(jīng)在火星上空工作了11年，時(shí)間比其他的繞火星衛(wèi)星都要長(zhǎng)，很適合扮演信息中繼站的角色。
經(jīng)歷了“生死7分鐘”的“好奇號(hào)”終于平安降落在了位于火星赤道地帶的蓋爾隕石坑的底部，這個(gè)154千米寬的隕石坑大小與科威特相仿。
不辱使命的Odyssey立即將成功著陸信息傳送至澳大利亞堪培拉的大型射電天線(xiàn)，當(dāng)?shù)厍蛏系目茖W(xué)家在美國(guó)太平洋夏令時(shí)8月5日22：31確認(rèn)時(shí)，距離“好奇號(hào)”踏上火星表面已經(jīng)過(guò)去了13.8分鐘。
“好奇號(hào)”抵達(dá)火星的第一件事情便是傳回地球一張自己的“自拍”照——一只車(chē)輪，向世界宣告自己已經(jīng)踏上火星的領(lǐng)土。
雖然和計(jì)劃登陸地點(diǎn)稍有偏差，但還不至于妨礙“好奇號(hào)”的進(jìn)一步工作。在接下來(lái)的日子里，“好奇號(hào)”不斷向著目的地前進(jìn)，那是隕坑附近的一座5500米高山，在此可能勘察到豐富的巖層。
正如它的名字一樣，“好奇號(hào)”也在不停地探索沿途奧秘，拍攝沿途“風(fēng)光”，不斷地向地球上的人們反饋信息。
尋找生命
幾乎沒(méi)有科學(xué)家會(huì)期待“好奇號(hào)”在火星上發(fā)現(xiàn)活著的生物甚至是傳說(shuō)中的“火星人”。
“‘好奇號(hào)’登陸火星確實(shí)是令人振奮的事情，它的主要任務(wù)是分析火星土壤巖石中的元素，看看火星過(guò)去是否真的有生命存在，以及利用發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)和元素來(lái)理解火星的歷史，”美國(guó)夏威夷大學(xué)天文研究所教授Nader Haghighipour說(shuō)，“這對(duì)更進(jìn)一步理解太陽(yáng)系的水星和地球形成及歷史很有意義。”
別名為“火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”的“好奇號(hào)”比以往任何一個(gè)火星探測(cè)器的采樣分析能力都要強(qiáng)，是迄今為止送往火星的最為專(zhuān)業(yè)和先進(jìn)的儀器：“好奇號(hào)”的機(jī)械手臂備有鉆頭，可鉆入巖石內(nèi)部采集樣本，并在機(jī)身內(nèi)進(jìn)行化驗(yàn)，在10分鐘的快速檢測(cè)中，能精確探知巖石中含量低至1.5%的成分。如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，它就能夠探測(cè)到含量在0.0001%的物質(zhì)成分。
碳基化合物是“好奇號(hào)”尋找的重點(diǎn)物質(zhì)之一，畢竟在地球上，碳基化合物是生命的基本組成物質(zhì)，當(dāng)然它對(duì)于硫、氯、溴等與鹽的生成密切相關(guān)的物質(zhì)敏感度特別高，可看出是否曾經(jīng)與水發(fā)生過(guò)作用。
在Nader教授看來(lái)，如今在太陽(yáng)系可居住地帶外側(cè)邊緣的火星可能很久以前處于太陽(yáng)系可居住地帶。“太陽(yáng)系可居住地帶范圍為何縮小，使火星變得不再適合生存，是一個(gè)很有意思的事情，這也是人們對(duì)于‘火星人’非常感興趣的原因之一。”
火星過(guò)去非常有可能存在生命，這個(gè)現(xiàn)在變得不宜居的星球到底發(fā)生了什么，無(wú)疑是科學(xué)家們最為關(guān)注的。
NASA太空生物學(xué)研究所的Karen J. Meech博士對(duì)火星上的水很感興趣，“要知道，水是我們已知生命所必需的物質(zhì)，火星上的水是怎么來(lái)的？地球上的水是否和火星上的水來(lái)自同一地方？”
美國(guó)對(duì)于火星探測(cè)還有更大的雄心，期望2030年將宇航員送上火星，“好奇號(hào)”的職責(zé)也包括考察火星環(huán)境，為下次的載人任務(wù)提供準(zhǔn)備。“但在火星上真正生活還是很困難的，要知道火星上還沒(méi)有資源，從地球上帶上生存必需物資不論是技術(shù)上還是資金上都難以承受。”Nader 感嘆。
火星只是人類(lèi)探索外太空的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，“或許在我們的有生之年能夠發(fā)現(xiàn)外星生物的信號(hào)，可能他們和我們相反，只利用右旋氨基酸來(lái)組成生命，或者是我們想象不到的存在形式，”Karen說(shuō)，“畢竟我們只熟悉與我們類(lèi)似的生命形式，我們只能依據(jù)我們的常識(shí)來(lái)尋找生命。”■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2012年第9期 文化)