再見了,駐留在火星的偉大哨兵——機遇號!


再見了,駐留在火星的偉大哨兵——機遇號!


當眾多網友還在為了科幻電影《流浪地球》爭吵不休的時候,美國國家航空航天局 (National Aeronautics and Space Administration,NASA) 在地球另一頭輕聲宣告:由於失聯已久並且屢次喚醒未果,機遇號火星探測任務正式結束。

再見了,駐留在火星的偉大哨兵——機遇號!

Fig.1 機遇號火星探測器 圖片來源:NASA

沒有鮮花掌聲,沒有慶功宴會,在辛勤勞作15年後,機遇號終於在遙遠的異國他鄉迎來了退休的這一天。不過遺憾的是,它或許再也無法迴歸地球的懷抱。如今,它永久卸下火星前哨的重擔,成為駐留火星的一座豐碑。

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Fig.2 為機遇號創作的紀念漫畫

人類文明的偉大斥候

2003 年 7 月,機遇號火星探測器由 Delta II 型火箭發射升空,2004 年 1 月 25 日成功著陸在火星表面。這已經是機遇號勤勤懇懇工作的第15個年頭。當年,NASA一共將兩枚探測器送上了火星——機遇號和它的孿生兄弟勇氣號。後者已於2010年宣告失聯。

再見了,駐留在火星的偉大哨兵——機遇號!

Fig.3 機遇號在火星登陸後第一張自拍

機遇號與勇氣號是人們探測火星里程碑式的成就。兩兄弟不負眾望,成功發現了火星曾存在液態水的證據。在漫長的時間裡,機遇號向地球傳遞了34萬餘張圖片資料,其中包括31張精美的全景圖片,極大地豐富了人們對火星的瞭解。

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Fig.4 機遇號發現火星曾存在液態水的關鍵性證據——黏土沉積層

然而,機遇號的最初設計壽命只有90天。研發人員們怎麼也想不到,它竟然在火星的嚴寒考驗中堅持了下來,而這一熬,就是15年。期間,它經歷了超過 5000 次充電循環,並且以驚人的毅力創造了目前地球以外星球的最長徒步旅行紀錄,45.16 公里。

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Fig.5 橙線為火星探測器,灰線為月球探測器,第一名為機遇號,我國發送的玉兔號月球探測器位居第十

再見,機遇號!

機遇號罹難於火星一次全球性的沙塵暴。機遇號依靠太陽能電池板提供電量。沙塵暴不僅會降低大氣的透明程度,阻擋陽光射進火星表面,而且鋪天蓋地的塵土也會遮掩住探測器的電池板表面,致使探測器無法獲得能源。

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Fig.6 機遇號的兩次自拍,後一張為機遇號進入奮進隕石坑時蒙塵的樣子

最近這次遮天蔽日的沙暴從去年6月開始,嚴重程度前所未有。用以計量大氣透明程度的參數τ已經飆升至10.8,這說明,火星表面的白晝已經如夜晚一般漆黑。而技術負責人表示,只有當τ的值處於2.0以下時,機遇號上的太陽能板才有可能重新給電池充電。也就是說,機遇號的處境十分不樂觀。

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Fig.7 左為沒有塵暴的火星和右為最近塵暴發生的火星,由NASA火星勘測軌道飛行器上的廣角相機拍攝。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/MSSS

不過,人們依然對機遇號抱有僥倖,因為火星上的風會週期性地將太陽能電池板吹乾淨。因此只要機遇號撐到光照恢復並且大風吹起的那天,就有可能劫後餘生。譬如在2007年機遇號就遭遇過類似的情況,當時沙暴導致火星表面的τ值升至5.5,機遇號選擇休眠避災後,等待大風吹淨了太陽能電池板表面,再次恢復工作。

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Fig.8 火星上不同年份的τ值記錄(紅線為2007年大沙暴,綠線為本次大沙暴)

NASA給機遇號劃定了一條等待期限,45天,從理論上有足夠多光照的那一天算起。可是對機遇號抱有深厚感情的人們開始抗議NASA的決定。機遇號前任飛行主管Mike Seibert生氣地抱怨,當年機遇號的孿生兄弟勇氣號失聯時,NASA前後等了將近十個月,最後才宣佈放棄,而這次對機遇號卻只留這麼一點時間。這位前飛行主管咬牙切齒地說:“一定是有人出於非技術原因想要幹掉這項任務。” 機遇號前任技術員Scott Maxwell也表示,45天時間太短,也太武斷,“這對於我們可靠、忠誠和勇敢的機遇號來說,實在是不夠厚道 ”。

不過,從技術層面考慮,這個時間是足夠長的。因為,機遇號需要發熱保護核心組件不受低溫損害,如果電量過低,機遇號將不得不放棄保暖。機遇號的孿生兄弟勇氣號就是因為電量過低,隕落於火星漫長的嚴寒。因此,如果一定期限內無法喚醒探測器,那麼它極有可能已經永遠迷失在黃沙之中。

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Fig.9 機遇號失聯前發送的最後一張圖片,時間為2018年6月9日,畫面下方約四分之一的部分因信號中斷上傳失敗

但是自去年6月起,已經有八個月,遠遠超過了NASA的劃定期限,人們卻從未停止喚醒機遇號的努力。畢竟每個人都對這位人類文明的偉大斥候懷有無限敬佩與眷戀。負責人表示:“ 有的人可以接受放棄,但是也有很多人不願意,我們覺得應該給這個探測器一個公平的機會。” NASA還專門擬了一份喚醒歌單,在過去的幾個月裡,地球的歌聲信號日日夜夜飛過茫茫太空,嘗試喚醒這位忠實夥伴。

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Fig.10 NASA為機遇號準備的喚醒歌單

不過,正如我們所看到的,機遇號沒有回答。它將永遠休息了,直到人們登陸火星那一天。不過,機遇號的傳奇歷程,會更加堅定人們探索火星的腳步。而它的後繼者們,好奇號、洞察號、核動力火星車Mars 2020,將前赴後繼地把探索火星這一偉大事業推進下去。

這是令全人類驕傲的事業。機遇號承載了人類的希望與探索星空的悲壯使命感。它完美展示了人類在浩渺宇宙中的文明閃光:一場愚公移山式的奮鬥旅程。在奔向未來的旅途中,人們註定要不斷告別捨棄,甚至直面殘酷。這都將成為道路的一部分。而面對這樣的道路,奮進的態度是唯一的選擇。這也是機遇號給我們的最大啟迪:


“不要溫馴地走進那個良宵。”

NASA最後向機遇號播放了一首歌曲《I'll Be Seeing You》,用以告別,現在放在這裡以饗閱者。


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