欢迎来到工作报告网!

漫游火星15年:谢谢你,机遇号

医院社会实践报告 时间:2021-07-05 10:06:07

我依然记得,2003年7月7日,刚刚拿到大学录取通知书的我,一个人坐在家中客厅的沙发上,无所事事地翻看着那台21寸的电子管彩色电视。“美国宇航局为探索火星研制的另一辆火星车‘机遇号’从卡纳维拉尔空军基地发射升空……”这则新闻引起了我的注意,好像高考结束后几天就发射过一辆火星车。新闻接着说:“这是上个月发射的‘勇气号’火星车的姊妹型号,两辆火星车将于明年(2004年)1月相继在火星表面着陆,并将以太阳能为动力,在火星表面开展为期90个火星日,约92.5个地球日的探测任务,对火星岩石进行分析,描绘火星地表结构,尝试寻找火星上水流的痕迹……”

在此之后,几乎每年都会看到关于“勇气”和“机遇”两辆火星车的新闻。直到2019年,我的孩子已经6岁,当看到世界各国正在进行探月活动的新闻报道时,他都会嘟囔一句:“美国的火星车在我出生之前就已经登上火星了。”我也很惊讶美国火星车的寿命为什么这么长,而在十几年中陆陆续续的各种挫折、事故以及科学发现中,令我印象最为深刻的当属——“机遇号”为人类提供了丰富的证据来支持探索火星的主要目标:搜寻和描绘了具有水流动过的痕迹的大范围岩石和土壤。简单地说,“机遇号”和“勇气号”发现了火星上曾经有液态水存在的一些证据。而这对人类未来深入探索火星,甚至尚处于科幻状态的移民火星构想都有着积极的影响。

初抵火星

时间回溯到2004年。

在“持久力”陨石坑中的“機遇号”(基于实际环境的电脑模拟图)。

2004年1月25日,刚刚在火星表面着陆成功的美国“机遇号”火星车在着陆后的第一个清晨,便成功向地面发回了首批火星表面的照片。如此“快节奏”的工作方式令地面控制人员又惊又喜,纷纷鼓掌相庆。与此前降落火星的“勇气号”相比,“机遇号”的着陆地点位于火星的另外一侧,所以给科学家提供了全新的观测机会。从照片上看,着陆点附近的火星表面平坦黑暗,少数地方略有起伏。同时,为确保“机遇号”着陆成功而释放的气囊所留下的痕迹也清晰可见。不过,由于这个探测器的着陆地点实在“荒凉”,美国专家一时不知道自己“正在观测的到底是什么环境”。

“机遇号”着陆的“梅里迪亚尼平面”区域可能富含赤铁矿,这种矿物通常在有液态水的环境下生成。比“机遇号”稍早抵达火星的“勇气号”当时由于不明原因的软硬件故障而一度“瘫痪”,令科学家们对其能否最终完成探测使命感到担忧。参与这一项目的康奈尔大学地质学家说:“当初设计‘机遇号’的部分原因就是一旦‘勇气号’发生故障,我们还可以有第二次机会抵达火星。”不过值得庆幸的是,“勇气号”最终也在火星上探索了5年之久,直到2011年3月22日,NASA最后一次联络上“勇气号”后,在同年5月24日宣布“勇气号”任务结束。

谁在为“机遇号”拂尘?

在“勇气号”和“机遇号”登陆火星已经快一年的时候,美国国家航空航天局的科学家们发现了一个特别神秘、奇怪的现象:两部火星车同在火星探测,但是,“机遇号”总能保持车身干净,“勇气号”上则落了不少灰尘。著名科普杂志《新科学家》在2004年12月21日刊文说:“某些东西,或者是某个人,每到火星夜晚降临的时候,就会把‘机遇号’太阳能电池板上的灰尘擦掉。”

“机遇号”登陆火星的“包装盒”。四面体结构,通过外部的气囊缓冲着陆时的冲击。

不管这一清洁过程到底是怎么样的,这种神秘现象都在火星上的夜间发生。因为在2004年6月到12月之间,至少有4次“机遇号”的电力输出量在一夜之间突然增加了5%。最初,NASA的火星探测队伍推测,是火星上的风把灰尘吹掉了。但是,这种估计不是很有依据,因为如果这样的话,“勇气号”的车身也应该不脏。为什么只有“机遇号”有这种“奇怪的待遇”,科学家推测了几种原因,一种原因与两部火星车的探测任务有关,但是都没有最终证实。截至2004年12月前,“勇气号”在火星上东北方一处名为“哥伦比亚”群山的地方探测,而“机遇号”则在东南方一个名为“持久力”的陨石坑探测坑壁。由于“机遇号”必须花很多时间攀爬坑壁,而这时太阳能电池板处于倾斜状态,上面的灰尘可能因此被震落。还有一种可能则是,“持久力”陨石坑的坑口形状特殊,或许有助于形成火星上的“沙尘暴”,或者其它某种形式的强风,能够将“机遇号”太阳能电池板上的灰尘吹落。

随着“机遇号”离开“持久力”陨石坑,这种电能输出量突然增加的情况便几乎没有发生。这似乎证实了科学家们的猜测,原来陨石坑就是答案的关键所在,特殊的地形使“机遇号”在爬坡产生的震动和夜晚的强风,帮“机遇号”拂去了落在身上的灰尘。

火星曾经有海洋

同样是“机遇号”的发现,2004年3月24日,NASA的科学家宣布,“机遇号”火星探测器正从火星上一个远古海洋的海岸边向地球发送信息。负责“机遇号”和“勇气号”探测工作的调查人员史蒂夫.斯克雷斯(Steve Squyres)说:“我们认为‘机遇号’现在所处的位置以前曾是火星上一个盐水海洋的海岸线。”

在一份名为“机遇号抵达海岸”的报告文件中,斯克雷斯和其他科学家强调称,经过他们的研究,确定在一个火星坑边发现的岩石是一个水成岩,不但岩石被水浸透,而且它们是按照流水的作用排列的。他说:“这里曾是一个适于生命居住的环境,是一个盐水平原”。但是当被问到这是否就是火星上有过生命的证据时,斯克雷斯却认为还不可能找到微生物的化石。

2003年,德尔塔Ⅱ重型火箭搭载“机遇号”火星车从卡纳维拉尔角17B发射台起飞。

这仅仅是在“机遇号”登陆火星的两个月后,NASA便宣布在火星上找到了有水的证据。现在,人们通过对探测器搜集的岩石进行分析之后,找到了火星上有液态水流动过的确切证据。NASA负责航天科学的副局长埃德·威勒(Ed Weiler)则指出,火星上的海洋正是寻找火星化石的很好所在。科学家们目前还不知道这个海洋的大小如何,有多深或是如何形成的。即使这样,这一发现也可谓是火星探测器取得的重大成就之一。从理论上讲,如果火星上有水存在,就应该有可能存在过生物。而在“机遇号”漫长的火星探索任务中,还有太多惊喜在等待着人们的发现。

去陨石坑探险

有时候,我们可以将火星车的任务理解成——去探索一个又—个的陨石坑。“机遇号”也不例外。

“维多利亚”陨石坑是一个距离“机遇号”登陆地点约7千米的冲击坑。这个陨石坑是巨大撞击后产生的,直径大约800米左右,深度大约为70米。科学家相信“维多利亚”陨石坑就像是一部天然的地质史书,坑壁上的裸露岩石可以提供更多有关火星地质历史的资讯。

在第951个任务日(2006年9月26日),“机遇号”到达了“维多利亚”陨石坑的边缘,并传送了第一张“维多利亚”陨石坑的真实照片,其中包括坑底的沙丘。火星侦查轨道器也照下了“机遇号”位于坑边的照片。

“机遇号”的全景摄像头自2006年9月28日以来拍摄的高清晰度彩色照片揭示了以前没有见到的岩层,这些岩层说明火星的环境发生过变化。进坑之后,“机遇号”利用机械臂上的探测工具,对坑内一些裸露的古老岩层进行了勘测,分析岩层的成分和纹理等。它随后又行驶到坑内一处名为“佛得角”的岩壁底部,为高达6米多的岩层拍照。科学家们分析了“机遇号”发回的各种信息后认为,“维多利亚”坑内沉积岩的面貌是远古风化作用造成的,后来又因地下水冲刷而有所改变。火星车项目科学家布鲁斯·巴内特说:“我们把进坑后想做的事情都做完了,而且超额完成了任务。”

“维多利亚”陨石坑是“机遇号”深入探索的第一个陨石坑,之后,它还探索了“努力”陨石坑,并在该陨石坑边缘发现了含逆叶硅酸盐的岩石,这种岩石比此前发现的各种岩石更适宜生命的存在。

在“机遇号”抵达“圣玛丽亚”陨石坑的边缘后,控制小组让它转向陨石坑的东南方边缘搜集资料。控制小组也对于2011年初,太阳即将位于地球和火星两者之间而导致的通讯中断——“太阳会合现象”做了准备。

2011年1月4日,“机遇号”继续使用光谱分析仪对“圣玛利亚”陨石坑进行探索,测定了陨石坑附近岩石和沙土的成分。截至这个时候,“机遇号”已经在火星地表总共行走了约26.56千米。

2015年是“机遇号”登陆火星的第十一年。在这一年的3月24日,“机遇号”的行驶里程达到了42.195千米,完成了历时十一年的“火星马拉松”。而“机遇号”此时所处的位置也被命名为“马拉松谷”。4月25日,“机遇号”已经运行了超过4000个太阳日,并在5月13日进入马拉松谷附近的“圣路易斯精神”陨石坑进行调查。

一直走下去

在接下來的几年里,“机遇号”继续默默地走着。相比刚刚登陆火星时,任何一点发现都会引来无数人的关注,在2015年之后,“机遇号”在火星上的发现已经不能引起广泛的关注了,但它却一直保持着活跃状态。2018年1月23日,任务团队向“机遇号”上传了最新的飞控软件,并在1月末进行飞控软件更新。201 8年5月15日,那是“机遇号”的第5 086个火星日,此时它已经行驶了45.16千米,成为人类在外星球上移动距离最远的探测器。

2018年5月30日,火星侦察轨道器发现沙尘暴在“机遇号”附近产生。6月12日,人们试图联系“机遇号”探测车,但没有成功,任务团队认为车载电池中的电量已经降至24伏(22瓦)以下,漫游车进入低功率模式。截止到2018年11月7日,自当年6月10日讯号丢失后,任务团队已发送了253个恢复命令,但却没有听到来自“机遇号”的讯号。

“机遇号”的失联主要原因是那场席卷全球的火星沙尘暴,虽然人们都希望2019年1月火星的大风季节能吹去落在“机遇号”太阳能电池板上的尘土,但要知道,“机遇号”在火星巡游的15年时间里,还遭遇了很多挫折——右前轮在2010年出现问题;机械臂的误差不断累积;好几个科学分析仪器早已耗尽使用寿命等等,此时的“机遇号”像一位年迈的老人。

2019年2月13日,NASA召开新闻发布会指出,NASA自“机遇号”在2018年6月失联后,曾尝试联络超过1000次没有回应,于2019年2月12日进行最后通讯尝试,亦以失败告终,并宣布“初遇号”火星探测任务结束。

这是一场成功的结束,“机遇号”表明我们可以在火星表面操纵一个探测器长达15年。“火星探测器”计划为人类留下了巨大的科技遗产。

一次超乎预料的探索

“机遇号”以超过原计划任务时长50倍的纪录,成为了人类在地外星球行走、工作时间最长的探测器。NASA喷气推进实验室主任迈克尔·沃特金斯表示:“‘机遇号’走了,但它给我们留下了丰富的遗产”。NASA和科研部门其他官员则评价“机遇号”是“机器人地质学家”和“英雄”,并认为在与它告别的这一天,应该回顾这个标志性火星机器人的成就。“机遇号”和它的双胞胎姐妹“勇气号”(2011年5月结束任务)在很多方面都是先驱,它们是第一批深入探测火星的机器人,向人类展示了很多过去不知道的有关火星的知识,例如火星是个灰色的而不是红色的星球,因为扫除岩石上覆盖的红色粉尘之后,下面的地表是灰色的;它们最早在另一个星球上探测到陨石;它们最早确定火星表面上的岩石、矿物和土壤的成分和分布状况;特别是它们最早证明火星在几十亿年前曾经是宜居星球,其表面存在稳定的液态水。

NASA局长吉姆·布里登斯坦表示:“正是因为有了像‘机遇号’这样的先行者,未来人类宇航员踏足火星才有了可能。”他说:“当那一天真的来临时,人类踏足火星所留下的第一个脚印,其中一部分将属于那些为‘机遇号’项目辛勤工作的人们,以及他们所制造的那辆在火星上披荆斩棘,一路前行,为科学发现做出重大贡献的小小火星车。”

接替“机遇号”和“勇气号”的新一代机器人车辆拥有更加高级的设备来探测火星。随着“机遇号”的“死亡”,目前仍在火星上工作的探测车只剩下NASA的“好奇号”,这台携带着迄今为止被人类送往火星最专业和先进仪器的火星探测器,将接替“勇气”和“机遇”两兄弟,继续帮助人类了解火星,认识火星。

责任编辑:陈肖

推荐访问:火星 谢谢你 漫游 机遇

热门文章