2018年11月6日，美國宇航局噴氣動力實驗室的原位儀器實驗室（In Situ Instrument Laboratory）裡，一隊科學家正對著洞察號著陸器的複製品忙活著。該小組使用虛擬現實頭盔，根據探測器傳回的火星地貌信息，練習塑造相應的地貌。
攝影：CASSANDRA KLOS
撰文：NADIA DRAKE
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讓我們祝願JULIE Wertz-Chen過得無聊一些吧！
“我們感到無聊，才是好事。”這位航天系統工程師說道。畢竟，很快，Wertz-Chen和她的同事將試圖把美國宇航局的洞察號探測器安全降落在火星上。這場絕對不無聊的盛事，會讓這個本已繁忙的一週變得更加緊張。
如今，把探測器著陸在火星上，聽起來似乎稀鬆平常，但其實一點兒都不。人類曾50多次把各種各樣的設備送往火星，其中既有打算在火星著陸的，也有打算送入火星軌道的，但一半以上的此類任務都以失敗告終。就2018年而言，美國是唯一一個成功將火星車送到火星地面的國家。
在管理洞察號任務的美國宇航局噴氣動力實驗室裡，多個小組必須不斷地演練，演練，再演練，確保在洞察號真正著陸之前萬無一失。
洞察號試驗檯負責人Marleen Sundgaard頭戴全息透鏡，為洞察號複製品上的科研儀器測試工作空間。
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對Wertz-Chen而言，她參與了進入、下降和著陸組，意味著他們需要一遍一遍地使用最新的探測器軌跡信息，進行大量的飛行動態模擬。然後，他們就只能觀察、等待，讓軌道動力學發揮作用了。
她說：“就我們能想到的東西而言，這些模擬表現不錯。很多時候，最終能把你‘弄死’的東西，都是你之前沒有想到的。”
火星死亡俯衝
過去，死在火星上的探測器不止一個。
傷亡名單上最近的一個就是歐洲航空局的斯基亞帕雷利號（Schiaparelli）著陸器。2016年，它在下降時失控，並最終失聯。不過，與它同行的外火星號（ExoMars）軌道探測器卻安全抵達。最值得注意的，恐怕是1999年美國宇航局的一個探測器墜毀在火星南極。此前一年，火星氣候軌道器（Mars Climate Orbiter）在火星大氣層解體，原因則是不同團隊並沒有使用相同的計量單位。
讓洞察號在北京時間11月27日凌晨安全抵達著陸地點，許多大量工作都在按照超凡的精度展開。該探測器的重量不及好奇號火星車，因此並不需要反推火箭參與，也不需要使用勇氣號與機遇號曾經使用過的巨大氣囊。相反，與之前的鳳凰號著陸器一樣，洞察號只需要在抵達火星稀薄的大氣層時展開降落傘即可，之後，它便會從外星的天空中劃過。
軟件工程師Sidney Fernandez（左二）與團隊裡的其他工程師在實驗室中工作。
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圖中看到的石塊，是他們用來試驗的參照材料。
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Wertz-Chen說：“降落傘展開總是讓人神經崩潰，因為它必須得發揮物理作用才行。因此，這一直都是驚險的時刻。”
之後，當隔熱罩彈開之後，探測器上搭載的雷達會尋找地面並鎖定著陸點。該雷達發出的數據，會告訴洞察號何時拋棄降落傘及與之相連的背板。重要的是，著陸器需要知道何時讓降落髮動機點火，將著陸器的下降速度降到8千米/小時。
Wertz-Chen說：“如果雷達因為某種原因而找不到地面，那就糟了。”
重建現實
洞察號將會沿著一條彈道軌跡抵達火星表面。這意味著，它一旦進入火星大氣層，便不可操縱。任務團隊的目標是將它送到平坦的埃律西昂平原（Elysium Planitia）。科學家專門選了這麼一個平坦而又無聊的地方，原因在於，這項探測任務的成功，完全取決於無趣且沒有石塊的地貌。這樣的地貌在著陸器部署一套監測火星內部的敏感儀器時，不會有所妨礙。
“說實話，我們想要的是一塊停車場（一樣的平地），但是，如果有岩石、斜坡等等，那麼，儀器部署小組就得應付它們了。”洞察號項目主管Tom Hoffman說道。
洞察號的主要研究員Bruce Banerdt（中）站在探測器的複製品旁邊。他與其他科學家都與探測器複製品綁在了一起，是為了確保他們不會突然釋放出靜電，影響試驗檯上的電子設備。
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為了真正感受洞察號著陸器所遇到的事物，儀器部署小組已經準備好在噴氣動力實驗室的原位儀器實驗室（In Situ Instrument Lab）裡重建探測器周圍的地貌。這間實驗室是嚴格控制的試驗檯，能讓工程師們精確地模擬火星，其中還有一臺可工作的洞察號複製品。輔助他們工作的是3D增強現實頭盔。洞察號著陸之後，會拍下週圍地貌的照片。照片輸入頭盔之後，就會形成地貌圖。之後，工程師們就能用試驗檯上的碎石塑造出與真實的火星地貌相匹配的地形。
“我們準備好了鏟子、耙子和石塊，讓這個試驗檯看起來像是火星地表一樣。”儀器部署小組的Jaime Singer介紹說。
最終，該小組將在相對安全的實驗室裡練習部署探測器上的各種設備，然後，他們會把相應的指令序列發給洞察號。
電腦模擬
在探測器著陸之前，科學家們還需要在虛擬環境中進行多輪試驗。對任何一次探測任務來說，進入、下降和著陸小組都會一次又一次地模擬，提前尋找所有可以做的微調。
就洞察號而言，Wertz-Chen一直在把隨時更新的軌跡信息輸入到模擬運算中，然後，與一堆變量鬥智鬥勇，再研究最終的結果。她的目標是找出能使成功概率最高的變量組合。理想狀態下，這個變量組合應該已經輸入到了探測器的系統中。但是，如果需要調整任何東西，該小組都會將新的指令發送給它。
原位儀器實驗室中的工程師根據頭盔中看到的增強現實地貌，修整出相應的地貌。
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她說：“如非絕對必要，你永遠都不想給探測器發送指令，因為如果現在的狀態很好，那就別管它。”因此，只要不斷更新的軌跡信息表明洞察號在預定軌道上，那一切都安好。
Wertz-Chen說，她“謹慎樂觀”地認為著陸會順利進行：“有許多方面都正常，才能確保順利。真的很讓人神經崩潰，我肯定很緊張。”
鑑於火星探測任務成功時，都可以吃到幸運花生，這次的任務控制中有沒有幸運花生呢？
她說：“當然，這是必須滴。”
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