探秘红色星球

人类已经登上了月球,征服了珠穆朗玛峰,还潜入了南太平洋的马里亚纳海沟底部,但还没有人登陆火星去探究那类似沙漠的地貌。迄今为止,这一任务是由宇宙飞船和机器人去完成的。

美国宇航局的“火星2020”和中国的“天问1号”都选择在2020年7月的“窗口期”发射,使得前往火星的旅途时间最短,以便于顺利地抵达,这就像船只选择在涨潮时起锚远航。

“火星2020”探测器被正式命名为“毅力号”(Perseverance,昵称为“Percy”),它于2021年2月18日在火星杰泽罗陨石坑(Jezero Crater)成功着陆。“毅力号”的确切降落点后来被命名为“奥克塔维亚·E·巴特勒着陆点”,以纪念已故的非裔美国科幻作家奥克塔维亚·E·巴特勒(Octavia E. Butler)。

中国的“天问一号”火星探测器和火星车还在环火星轨道上运行,中国希望这个重达5吨的航天器在下个月左右登陆火星。中美两国在探索第二或第三颗距离地球最近的行星(取决于不同时间点星际轨道距离)方面都表现出了非凡的创造力。

火星探测车“毅力号”与Ingenuity直升机的史诗般合影。

说到创造力,“毅力”号积累了大约30年的漫长探索的经验,在此之前美国还有发射了许多航天器或探测车,包括“旅居者号”、“勇气号”、“机遇号”和“好奇号”。火星车是一台依靠太阳能或者电池驱动的车辆,它从母船上分离出来后穿过火星大气层抵达火星的表面。

“毅力号”还有一个小助手,它是一架名为“机智号”(Ingenuity)的机器人直升机。这架直升机的大小和重量和小型无人机差不多,重量轻到能在火星稀薄的大气中获得足够的升力。

中国的“天问一号”火星探测器概念图

值得记住的火星访客

“好奇号”( Curiosity)

好奇号在2012年成功着陆后,至今还在火星上,它的时钟仍然在滴答作响,月球车将在2021年4月份被唤醒继续运行。

自2012年8月6日登陆火星以来,它已经在火星上停留了3034个火星日(3117个地球日)。一个火星日即两个连续的太阳位于同一子午线(日晷时间)的时间间隔,由火星上的观察者看到,略长于一个地球日。

“好奇号”火星探测器在默库山(Mont Mercou)一块20英尺(6米)高的岩石前。这幅全景图由2021 年3 月26 日,也就是火星任务的第3070 个火星日(sol) 拍摄的60 张照片合成。

火星探路者号(Mars Pathfinder)

“探路者号”是美国发射的又一艘宇宙飞船,于1997年7月4日它携带的登录器降落在火星的一个基站上。它包括一个10.6公斤(23磅)重的名为“索杰纳号”(Sojourner)的小型轮式机器人火星车,这是第一个在火星表面上行走的火星车。在一次搜索行动中,“索杰纳号”号的一个车轮卡在了火星的沙子里(类似于在冈比亚班珠尔穿越撒哈拉沙漠的拉力赛中折断了车轴的汽车),它就这样报废了。

这是1997年7月4日太平洋夏令时上午10点07分,“火星探路者”着陆器着陆后不久拍摄的第一张照片。

“机遇号”(Opportunity,也被称为“Oppy”)

“机遇号”是迄今为止被发送到另一个星球上寿命最长的漫游机器人,它在火星红色平原上探索了14年多,发回无数令人惊叹的图像揭示了火星遥远的过去。在发回最后一条信息“我快没电了,天黑了。”之后,机遇号最终失去了能量,迷失在火星之上 …… 这确实是一种催人泪下的《星球大战》式的告别。

“机遇号”的设计寿命是90个火星日,实际上它顽强地在火星上工作了5352个火星日(14年之久),这是预期寿命的60倍!

机遇号“概念图

探寻生物标识

“毅力号”火星之旅耗时7个月,在我们的近行星系统中穿越了约3亿英里(4.8亿公里)。在这段旅程中,NASA的工程师们不断调整航天器的飞行轨迹,确保它在接近火星表面的Jezero陨石坑时速度和方向都处在最佳状态。这个火山口被认为是一个古老的、由撞击产生的湖盆,有丰富的沉积矿床的证据,表明过去曾有水存在(这在地球上是维持生命的必要条件)。选择这个着陆点是因为科学家们认为那里有希望找到过往生命的生物标识。

2020 年7月30日,阿特拉斯5号火箭在佛罗里
达州卡纳维拉尔角空军基地发射,带着“毅力”号飞
往火星。

人们很好奇“毅力号”的外形,它的尺寸和一辆小车差不多,重量也差不多。不过,“毅力号”的引擎完全不同于日常所见到的车,也不同于特斯拉,它由一台名为“多任务放射性同位素热电发生器”(MMRTG)提供动力,这种非凡而独特的能量来源将钚放射性衰变产生的热量转化为电能。所以,我们不确定地球上的绿色环保团体是否认同它。

火星表面的Jezero 陨石坑。这是一个古老的、由撞击产生的湖盆,有证据表明过去曾有水存在。选择这个着陆点是因为科学家们认为有希望找到过往生命的生物标识。
“毅力”号成功降落到火星的Jezero 陨石坑
这张图片是由“毅力号”火星车上的超级摄像机拍摄到的名为“Máaz”的岩石目标的特写。
拍摄时间是2021 年3 月2 日即抵达火星的第12 天(或称“Sol”)。

下一个访客——人类

人类能登陆火星吗? 如何到达那里,怎样生存下来?这同样具有挑战性。

有点讽刺的是,就像在今天的地球上,可能会有大量的塑料测地线泡沫和社交距离……似乎在实现这个巨大的跨越之前,全世界正在进行大量的练习。

我们还提到过这颗红色星球的引力较低(大约是地球的三分之一),而且它的大气层密度只有地球的1%。

火星又冷又干燥,稀薄的大气使火星表面暴露在可怕的宇宙辐射之下(问问任何一个航空公司的飞行员,在海拔35,000英尺的高空度过职业生涯后,他们的身体会容易受到各种疾病摧残,比如基底细胞癌)。这种恶劣的环境带来了众多的挑战。然而,数十亿年前,这颗行星似乎更潮湿,有更稠密的大气层。多种线索证实火星曾经存在过水分,如泥岩和沉积带的存在,表明火星表面曾经有液态水。

地质科学和太空科学家推测,火星表面下的深处可能有水。如果未来的定居者中有某位 “洞穴探险者”(水洞探险者),这将是一个好消息。

火星上有龙? 其实这是火星上梅拉斯峡谷岩石形成图纹。

到达那里

现在我们已经确定火星之旅将需要7个月左右,远长于三天的月球之旅,那么人类的火星移民将如何度过这史诗般的旅程呢?

透过雷·布拉德伯雷(Ray Bradbury)和卡尔·萨根(Carl Sagan)等伟大的科幻作家和预言家,人们设想一个普通日常空间站大小的太空舱(不是《星际迷航》中奢华的企业号)。这意味着“定居者”在完成必要的观察和向休斯顿或卡纳维拉尔角的定期报告后,可能需要一些分散注意力的东西——是头盔上连续播放太空漫游的视频,还是放着David Bowie的音乐《Space Oddity》?

当然,你也可以选择让整个长达7个月的航行处于自动驾驶状态,让太空舱里的人陷入诱发的昏迷或某种轻度的假死状态。制药行业也在快速发展,为什么不呢?

想象的空间无穷无尽——巨大的努力,巨大的任务,史诗般的旅程,无畏的旅行者们——无论如何,这些星际任务一定有一个更高的目的?

也许世界上的超级大国可以在火星上解决他们的分歧,然后离开地球,和平地滑向下一个冰河时代,无论未来我们地球上的气候会怎样?

 

Philip Rushton

PHILIP RUSHTON先生作为《公务机》杂志的出版人,在超过40年的航空生涯里担任过各种不同的职务。他同时也是一家国际上负有盛名的公务航空顾问公司-AVIATRADE INC的创始人和总裁,该公司在美国、欧洲、和中国设有办公室。