互动科普

人类如何利用机器人探索未知世界，随着一对漫游车成功登陆火星，W. Squyres及其团队有了新的表现。  

早晨8点，美国宇航局（NASA）的喷气推进实验室（JPL），火星机遇号漫游车团队的成员正聚在间会议室里，举行每天的科研例会，安排漫游车在当天的行动计划。今天是“火星日149”，也就是开始火星漫游任务的第149天，这一任务要求将漫游车的行动细化到每一分钟。今天要进行少量的光谱测定：用漫游车的岩石磨削工具（Rock Abrasion Tool，简称RAT）钻取一点岩样以供分析。“我想知道它们是不是红的。”W. Squyres说，他指的是漫游车目前正在碾过的那些岩石。

Squyres今年48岁，是康奈尔大学的天文学教授兼由170名成员组成的火星科学探索团队的首席研究员，负责机遇号和勇气号两部漫游车的所有科学活动。团队负责人Grotzinger曾打趣他像“烤盘上的跳蚤”——无处不在，事必躬亲。

现在是2004年6月底，机遇号团队正面临一项关键性决定：漫游车是否要前行至Endurance形山口，这是漫游车在本初子午线平地（Meridiani Planum）着陆点不远处的一个2O米深的大坑。几周以来，团队成员一直关注着这个环形山。起初他们无法断定机遇号能否越过正前方的一个岩石斜坎。该斜坎倾角25度，高差3O厘米，略微超过了漫游车的设计限度。不过，团队的每个人都愿意让漫游车搏一把。

“欢迎参加怪物卡车会议。”机遇号任务主管Matt Wallace在早晨l0点召开的讨论翻越斜坎的会上开玩笑地说。一辆测试车在喷气推进实验室的火星模拟场地上成功地翻越了那道斜坎的实体模型，只有轻微的侧滑和一次前轮翘起的小问题。经讨论，工程小组进而决定让机遇号去翻那道斜坎。Squyres说，为预防漫游车不能再次翻越回来，他们将在途中钻取数个RAT岩样洞。

NASA一反他们做事的常规，第一次把两个火星漫游车的科学重任托付给了单独一个人。Squyres不同于许多早先的主要研究人员，他深入地参与了火星漫游车的设计及工程研究工作全过程。事实上，自从1987年开始Squyres就以这种或那种方式一直从事着有关漫游车的工作。那一年他开发出了全景照相机，现在正用在漫游车上。1992年他组装了岩石磨削工具（RAT）以及光谱测量仪，用以测量热辐射，以及探测岩石中的铁及其他的化学成分。然后他又费了几年时间去撰写漫游车项目的建议书。1997年，NASA选中了Squyres和他的团队。2000年7月，火星漫游车项目终于定型和汇总[参见本刊5月号Geore Muser所著《探索火星的“勇气”》一文]。

勇气号和机遇号着陆器已证明乃是NASA迄今所努力进行的最为复杂的机器人宇航项目。它们已经漂亮地执行了各项任务，除了一处机械故障外——最近勇气号一直拖着一只坏轮在四处行走——两部漫游车的寿命还要受到在其太阳能电池板上灰尘累积的限制，这些积尘能阻断电池板所产生的电流。（统观两部漫游车，它们的功率损失是每个火星日约为0.15%，略低于1997年在火星上着陆的探路者号的0.18%）。随着火星现在进入冬季，太阳能发电阵列板需要更长的时间才能给电池组再充电，这很可能造成漫游车要有延长的休眠循环。然而我们还是有希望让漫游车挺过火星的冬天。

火星漫游车现处在遥远的地方，距离地球大约有20光分（译者注：光分是指光线在一分钟内行进的距离）。这个距离对于任何类型的实时游戏控制都太遥远了。因此漫游车都是按照程序在每一个火星日中运行的。程序的编码加载则在运行之前就已进行。在下午的时间里，Squyres通常与计算机操纵员坐在一起。操纵员将研究人员协商一致的策略转变为一系列精密动作指令编码，来保障火星车完成各项任务。这些指令是严密而详尽的编码，它要求对漫游车有深入的理解。自从2004年1月火星漫游车着陆之后，Squyres始终做着这种需要逐日设计的紧张而又困难的工作。虽然两部火星漫游车的实际表现超出了任何人的期望，然而还是有一些小问题发生：机遇号上的一只加热元件开关一直固执地保持着打开状态；勇气号自从它刚刚从着陆充气包囊中走出后，就存在软件问题。

然而，这些问题还不致于损害现有的科学研究。“如果没有Steve的努力，两部漫游车肯定不会像现在这样成功，甚至根本就不会存在；我想这么说应该是公平的。”Jim Bell如此说道。他是负责两部漫游车上全景照相机的领头科学家，也是Squyres在康奈尔大学的亲密同事。对于Bell而言，Squyres为那些领导未来的科学使命的人们树立了榜样。你不仅仅“必须是一名顶级科学家”，Bell说，“而且你还要自愿地密切关注后续的仪器设计工作。”

漫游车最重要的发现是本初子午线平地有大量水存在的证据。例如，机遇号检测出有多种硫酸盐及赤铁矿凝块——这是一种浅灰色的含铁小球体，科学家一直称之为“蓝草莓”。然而，Squyres所惊奇的是，环形山内所钻取的岩石在研磨成粉末后，它们的确是红砖色的典型赤铁矿。在岩石中，硫酸盐和赤铁矿是由水留下的。因此它们暗示机遇号现在的工作所在地曾经是成海的海岸线，虽然迄今所搜集的线索尚不能指明液体水曾覆盖这个地区究竟有多久，或者是在多久以前。“我们不仅仅在子午线平原区真的找到了可居住环境的证据，”Squyres说，“而且我们还取得了这些奇妙的地质沉积物，一些硫酸盐特别是赤铁矿凝块，它们保存了很好的证据。这些证据表明，或许这里曾经存在过有趣的有机化学物质，甚至有过生命。”

不过漫游车不太可能自行去直接发现生命的迹象，而只是在为取样-返回的科考使命打下基础，以期有朝一日由后续的机器人或人类来完成之。Squyres对火星载人飞行完全赞成，“我对派机器人去火星很感兴趣，显然这项工作是我的饭碗。但我仍然相信，最激动人心的探索和最全面的考察将由人类来进行。”

虽然一些人认为，NASA多次成功的机器人飞行证明耗资巨大的载人飞行没有必要，但Squyres对此不苟同。他说:“我想那些以这两部漫游车的成功为例的人，将据此证明没有必要派人去火星，这种论调完全没有说到点子上。依我看，这两部漫游车不是人类的竞争者，而是人类行动的先驱；它们作为人类先驱的意义在于告诉我们有关火星表面的更多情况，以及它们如何在火星上行走、在火星上建设从火星上起飞升空等等事项。”SquyresK其团队正在考察的火星本初子午线平地，将是未来人类火星基地的一个良好起始点。

林景新/译

曾少立/校