美國史密斯研究所教授解密好奇號著陸點選擇

漫游者在火星上留下的痕跡

　　11月25日，美國宇航局探測車計劃火星科學實驗室（MSL）好奇號將從肯尼迪航天中心出發，為美國下一個十年的火星探測項目拉開序幕。

　　日前，記者對好奇號著陸點選擇聯合主席、美國史密斯研究所地球行星研究中心教授John Grant進行專訪，揭開了好奇號著陸點選擇的秘密。

　　今年7月，美國宇航局發言人宣布，好奇號探測器將降落在火星表面一個名叫“蓋爾”的隕石坑中。

　　經過5年的認真挑選，頂尖科學家、工程師以及管理人員，還有行星科學共同體首選“蓋爾”作為好奇號的著陸點。

　　“蓋爾”隕石坑位于火星赤道以南，位于一個海拔5000米的高地附近，形成于大約3.5億至3.8億年前，面積相當于美國康涅狄格州和羅得島州之和。

　　John Grant介紹，這個隕石坑由層狀巖石構成，前期的信息告訴我們，層狀巖石中含有黏土和硫酸。而這些物質和地貌的形成都與水有關。

　　早在2006年，美國宇航局就成立了一個專門的委員會，120多位科學家加入了著陸點選擇工作中。他們計劃用3年時間來挑選一個既安全又有豐碩科學回報的著陸地點。

　　起初，專家們提出了35個可供選擇的著陸地點。“當時我們每個人每天都要看厚厚的一疊資料。”John Grant說，“同時，也要沒完沒了地參加研討會。”

　　2008年，從激烈的競爭中，埃伯斯瓦爾德環形山與蓋爾隕環形山、霍爾登環形山及馬沃斯山谷等四個備選地點入選“終極四強賽”。從美國宇航局的火星軌道勘測器上搜集到的數據中，研究者了解到上述四個地點中都含有頁硅酸鹽。這說明，這里古代曾有水存在。重要的是，這四個地點的安全性都得到了工程師的首肯。

　　最后，又經過層層篩選，“蓋爾”這座神秘的“土堆”勝出了。

　　“這絕不是一個草率的決定。”John Grant說，“我們謹慎地評估了每一個可能的地點。”

　　火星一直是美國太空探測的重點目標之一。1965年，水手4號探測器飛越火星，從距離火星1萬公里處拍攝了21幅照片。1972年，美國發射了水手9號，這也是火星的第一顆人造衛星，環繞火星軌道進行長期考察。迄今，仍有許多火星衛星在運行。

　　這些衛星成功地發回了大量的圖片和數據。“比如，火星人造衛星像環繞地球的天氣衛星。通過衛星，我們對信息進行評估。”John Grant解釋。

　　如何確保火星車的安全著陸，是著陸點選擇的重要考慮因素。而John Grant稱，局部地理條件是安全性的首要條件。

　　“有幾個方面需要注意，首先，表面必須由較小的石塊覆蓋，石塊太大會摔壞火星車，而太小則會激起很大的灰塵。其次，著陸點也不能在險峻的斜坡上，會讓火星車失去平衡。另外，地面還要足以堅固好支撐起火星車，不然它會陷進去。”他指出，所有這些條件必須同時滿足才能保證一次安全的著陸。

　　《科學》雜志曾撰文稱，在最早的火星探測計劃中，科學家們在選擇著陸地點時基本靠運氣。而在之前的著陸點選擇上，用美國宇航局著陸地點指導委員會副主席馬休·戈龍貝克的話來說這就像“盲人給盲人領路”。

　　John Grant談到，從前，很多時候科學家對可能撞壞著陸器底部的巖石數量和大小的估計，以及對可能使著陸器側翻坡度的估計，都有相當大的錯誤。

　　“因此，隨著我們掌握的信息越來越多，我們謹慎地選擇了好奇號的著陸點。” John Grant說。

　　如果關注過幾年前“勇氣號”和“機遇號”在隕石坑的著陸，我們會有一個疑問：火星探測器都必須在隕石坑中著陸嗎？

　　“絕不是這樣的。”John Grant解釋道，“好奇號只是‘恰好’再一次選擇在隕石坑著陸。”

　　的確如此，盡管都選擇了隕石坑，但勇氣號著陸點在“古謝夫”隕石坑，直徑約有150公里，而機遇號著陸的“鷹”隕石坑直徑則只有22米。“差異巨大的尺寸告訴我們隕石坑只是巧合。”

　　除了局部地理條件，科學目標則是決定著陸點又一重要因素。

　　盡管擁有幾乎完美的局部地理條件，勇氣號著陸的古謝夫隕石坑卻讓人大跌眼鏡。勇氣號帶著尋找水的使命到達火星，但是古謝夫就像是一個由熔巖撞擊粉碎而形成的“玄武巖監獄”，從來就沒有水的存在。

　　John Grant表示，好奇號的目標是尋找并評估火星是否具備潛在的適宜人類居住的條件，而勇氣號和機遇號則是為了幫助我們理解水在形成火星表面結構中發揮的作用。

　　“同時，好奇號火星車要重得多，并且有一套完全不同的著陸系統。與先前的勇氣號和機遇號所不同的是，好奇號火星車著陸系統沒有安裝安全氣囊，因此對著陸點火星表面的要求更加苛刻了。”John Grant介紹。