搞定恐怖7分鐘 NASA毅力號帶人類重返火星

by:山謬
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在科學家眼裡,毅力號成功登陸火星象徵著人類的巨大成功,但是對NASA高層來說,毅力號的成功,不過是後續人類火星大計畫的第一步而已。

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在經過登陸前最令人緊張的「恐怖 7分鐘」後,遠在火星上的毅力號,傳回了它成功登陸火星後的第一張照片。

路透社/達志影像

毅力號成功踏上火星

在經過令科學家心驚膽跳的「恐怖 7分鐘」後,美國太空總署(NASA)位於美國加州帕薩迪納鎮(Pasadena)噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)的電腦螢幕上,跳出一張黑白色的火星表面照片。一看到這張照片,噴氣推進實驗室裡的科學家立刻起身振臂歡呼,因為這張照片等同告訴他們:NASA最新的火星探測車毅力號(Perseverance)成功登陸火星了。

從這支模擬影片中可以看出毅力號的登陸過程非常複雜,科學家更受限於距離而毫無插手的機會,只能全數交給電腦自動進行。

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在登陸過程中,負責將毅力號垂降到火星表面的太空船利用搭載的相機,拍下毅力號登陸火星的一瞬間,照片裡還能看到太空船用來垂降毅力號的繩索。

歐新社/達志影像
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得知毅力號成功登陸火星後,整個實驗室的科學家興奮地振臂歡呼。

路透社/達志影像

什麼是「恐怖7分鐘」?

在整個登陸過程中,最令科學家惴惴不安的部分莫過於「恐怖 7分鐘」。根據科學家的計算,毅力號僅需耗時約 7分鐘,就能完成整個登陸過程,但是從地球傳訊號到火星上單程就得花約 11分鐘,意味著整個登陸過程必須全交由電腦自動完成,科學家絲毫沒有插手的空間,使得這 7分鐘成為科學家眼中的「恐怖 7分鐘」。

任務很複雜 COVID-19又在「最糟時刻」爆發

對所有參與毅力號火星登陸任務的工作人員來說,這次的任務尤其不容易,因為在克服各種技術難關之虞,COVID-19(武漢肺炎)疫情又進一步讓溝通、協調的過程變得更複雜,毅力號計畫的副負責人華萊士(Matt Wallace)形容:「綜觀整個任務時程,COVID-19(武漢肺炎)疫情幾乎可以說是在最糟糕的時刻爆發。」

但科學家們終究克服了挑戰,並成功完成任務,NASA的代理署長尤爾奇克(Steve Jurczyk)便告訴媒體:「火星 2020計畫(The Mars 2020)體現了美國的精神,儘管在最艱難的情況下,我們依然會堅持下去,持續鼓舞、推展科學探索的疆界。」

「這場任務本身就體現了人類對未來堅持不懈的理想。」

設備無虞就開工

接下來,毅力號將花費一個月的時間檢查車上設備,一旦確認所有設備都安然無恙,它將與科學家們一同在火星上四處尋找火星曾有生命的證據,同時也深入蒐集更多和火星氣候、地質有關的數據。

NASA行星科學部主任格雷茲(Lori Glaze)在記者會上開心地表示:「現在,有趣的部份真的要開始了。」

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毅力號是NASA史上第五台登上火星的火星探測車,也是至目前為止最先進、精密的一台。

路透社/達志影像

NASA的第五台探測車

毅力號是NASA砸下 27億美元(折台幣約 771億6,600萬元)生產出的科技結晶,既是NASA第五台成功送上火星的探測車,也是最精密的一台。

毅力號的大小與一台休旅車差不多,重達一公噸,車上除了各種科學儀器,還搭載一支長約 2.1公尺的機械手臂、19架攝影機和 2支麥克風,表示人類將首度有機會親耳聽見火星的聲音。

除此之外,科學家還在毅力號上搭載了一組大小約莫和汽車電池差不多大的製氧設備,打算藉著這次登陸的機會,嘗試蒐集火星上的空氣以製成氧氣。

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在科學家眼裡,耶澤羅撞擊坑雖然登陸難度高,卻也是最有可能埋著生命曾生存過證據的地方。圖為 2008年,NASA調查耶澤羅撞擊坑其中一塊三角州後所發布的電腦上色圖。

歐新社/達志影像

登陸地點:耶澤羅撞擊坑

然而,科學家為毅力號選擇的登陸地點「耶澤羅撞擊坑」(Jezero Crater)其實是個難度很高的登陸地點,因為這裡四處都分布著懸崖、沙丘、巨石等障礙,稍有不慎就會讓NASA投入的 27億美元打水漂。

為什麼非耶澤羅撞擊坑不可?

但為何NASA執意要將耶澤羅撞擊坑選為登陸地點呢?因為科學家相信,這裡極有可能埋藏著生命曾經在火星上生存過的證據。

先前的研究讓科學家相信,大約在 39億年前,耶澤羅撞擊坑其實是「耶澤羅湖」,撞擊坑西側、北側的地形也讓科學家相信,這兩處地方就是當年水流流入撞擊坑的通道,水流帶來的沉積物甚至在湖畔形成了兩處三角洲。

科學家們推測,如果火星上曾有微生物生存過,很可能會在沉積物層中留下一些生物特徵或是化學物質,套句美國史丹佛大學航太科學教授哈伯德(G. Scott Hubbard)的話,NASA的科學家們想要在此尋找「生命的指紋」。

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除了四處尋找生命曾經存在過的證據,毅力號的另一項小任務就是試飛火星直升機「獨創號」。

路透社/達志影像

火星上的「萊特兄弟時刻」

不過,除了四處尋找與生命有關的證據、研究火星外,毅力號還帶著一架「小玩具」:火星直升機「獨創號」(Ingenuity)。

獨創號是NASA專為火星環境開發出的無人直升機,體積約和一台微波爐差不多大,重量約 1.8公斤,上頭配備著兩組螺旋槳。與地球上的直升機相比,許多獨創號上的結構、機件比例都不太一樣,因為火星上的重力、大氣環境都和地球相異,科學家必須重新計算、設計獨創號的結構,才能讓它順利在火星上起飛。

一旦獨創號成功起飛,它不僅將為科學家拓展一種全新的探測器形式,也將成為人類史上第一架在其他星球起飛的飛機,NASA科學任務局的副局長祖布臣(Thomas Zurbuchen)說道:「(獨創號的起飛)堪稱人類在其他星球上的『萊特兄弟時刻』。」

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毅力號成功登陸後,美國紐約的時代廣場(Time Square)也亮起了慶祝廣告,向人們宣告美國再次重返火星的好消息。

路透社/達志影像

毅力號只是起點

在NASA高層眼裡,毅力號其實只算是NASA下個 10年火星計畫的起點。毅力號的最後一項任務是「封存火星樣本」,科學家打算蒐集幾個最值得分析的火星岩石,利用毅力號將它們封存入試管中留在火星上。

未來,NASA希望能與歐洲太空總署(ESA)合作,協助它們在 2030年代發送火星探測車登上火星,循線找到毅力號留在火星上的試管,再將試管送回地球分析。

「毅力號只是人類自火星帶回岩石、表岩屑(regolith)樣本的第一步,」NASA科學任務局的副局長祖布臣說道:「我們不知道這些原始樣本會告訴我們什麼,但它們告訴人類的肯定深具意義,包括解答人類一直以來的大哉問——除了地球,其他地方究竟有沒有生命?」