《纽约客》克哈德・比尔格:火星探索新纪元

译者:ayu.zcw | 发布: | 发布时间:2013-05-12,星期日 | 阅读:2,633
原文:Burkhard Bilger: A New Era in Mars Exploration
原作者:BURKHARD BILGER

火星编年史

行星探索新纪元

作者:克哈德比尔格  2013年4月22日

好奇号火星探测器的着陆地点,盖尔环形山内的景象。在安全触地八个月之后,探测器已经发现了一个含有碳、氢、氮、氧、磷 —— 构建生命模块的古湖床。

曾经有这样两个星球,它们是银河系中的新成员,对生命一无所知。地球和火星如同异卵双生子一般,诞生于大约45亿年前的同一时刻,呈现大致相同的形状。它们都留有着火山的喷发的刻痕和河道侵蚀的印记;都环绕同样的黄矮星【译者注:指太阳】运行——近到被它温暖又不至于被灼成灰烬。在那些时日,如果有一位外星天文学家将望远镜转向地球和火星,他也许会发现它们同样有希望成为孕育生命的温床。它们大到足以聚拢气体,将自身用大气层包裹起来;又小到能保持固态,不会膨胀成为巨大的气态行星。它们是“适居星球,”我们自己的天文学家会说: 正适宜生命。

余下的就是史前时期。在地球上,火山喷发使空气中充满水蒸气和二氧化碳,地表冷却,地壳形成,水汽汇聚成为海洋。在热泉和海底喷口中,简单的碳化合物飞腾形成氨基酸和缩氨酸。地球上第一种细菌穿过软泥,成为蓝绿藻,像水做的地毯一般散布在整个星球上,吸收日光,呼出氧气,为后来出现的一切生物提供呼吸。地质学家称此为“大氧化事件“——地球历史上最重大的变化。这似乎是必然的:生命是迈向复杂,迈向我们自身的胜利行军。但就像大部分的创世故事一样,这也是一个警世童话。它是天堂,也是地狱。

1877年,当意大利天文学家乔凡尼﹒斯基亚帕雷利(Giovanni Schiaparelli)描绘第一幅详细的火星地图时,他将这个星球想象为人间天堂,他标注一个区域为伊甸(Eden),另一个是乐土(Elysium),其它的在其后被标注为阿卡狄亚(Arcadia)和乌托邦(Utopia)。通过米兰布雷拉宫(Palazzo di Brera)房顶的望远镜,斯基亚帕雷利看到了像是海洋,大陆和运河的景象。“火星不是干燥岩石的荒漠,”他这样写道。“它有生命。”斯基亚帕雷利的后继者相信他的话:他们的望远镜越清晰,视野就越模糊。他们看见了冰山,融雪的河流,威廉·希恩(William Sheehan)在1996年《火星:观察和发现的历史》(The Planet Mars: A History of Observation and Discovery)一书中如此写,他们还看见了肥沃的绿洲,苔绿色的赤道。他们看见了直线和“三角的”灌溉系统。正如同天文学家帕西瓦尔﹒罗威尔(Percival Lowell)所说,这只有高智商种族才能做到。有人甚至看到了在星球表面拼出的一个希伯来词——Shajdai,意为“全能”。“真的,将运河开凿成上帝名讳的样子,乍一想这项工作的规模真是让人震惊,”旧金山纪事报在1895年指出,“一些地面工作对今天的我们来说似乎是不可能的。”

从人类第一次可以近距离观察火星时起,也就是斯基亚帕雷利描绘它近一个世纪之后,它看起来就像是第二个,更加奇特的地球。就像《火星纪事》(The Martian Chronicles)之类的书所描绘的那样,火星是由细瘦的,惯于幻想的茶色生物占据的宏大可怕的沙漠——没有游人的陶斯镇。红外线研究表明火星表面的水分比地球上最干燥的沙漠还要低70倍。生物学家依旧抱有乐观的希望。美国国家科学院的一项研究推断“考虑到现有的一切证据,我们相信火星存在独立起源的生物体是完全有可能的。“

四个月之后,美国宇航局“水手四号”(Mariner 4)太空船飞过火星北半球,传回一系列分辨率200×200的黑白照片,随着行数转化——但留下了清晰的影像。阿卡迪亚和极乐之地的所在是一片满是环形山的荒地。看起来不像是地球,倒像是月球。

对火星生命体的搜寻已进入第6个十年。40艘宇太空船被送去火星,但没有一艘发现哪怕一块化石或生物,我们越靠近看,这个星球似乎越有敌意:每个季节不是酷热就是酷寒,稀薄的惰性大气,被太阳风腐蚀的地表。地质学家现今认为,在地球30亿年前进行第一次呼吸时,火星已经窒息了10亿年。大气变薄,河流干涸,风暴和冰盖带走了水中残存的一切。火星的大干燥事件甚至比地球的大氧化更加神秘。我们只知道:地球变成充满生机的绿野,火星则成为没有生命的赤色之地。

尽管如此,我们依旧继续追溯。就像个不尽责的手足,火星是我们所拥有的一切——下一个类地行星可能是距离地球70万亿英里之外的鲸鱼座天仓五——它的美好与恶质几近等同。火星有阳光,水分,碳和氮,它的表面和火山口里细菌繁盛的地方一样糟糕。2011年11月26日,NASA将世界上最为精巧的移动科学实验室: 好奇号(Curiosity)火星探测器送往火星,探寻这个星球上可能存在的生命。该项目的科学家很快就降低了期待:他们只是寻找可能适合居住的地方。火星,这个已死的星球也许能解答关于生命的老问题:是什么启动了生命运转?为什么是在地球上?为什么是我们人类而不是其他物种?

美国宇航局火星使命的指挥中心,加利福尼亚州帕萨迪纳市的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, J.P.L.)掩藏在圣盖博山脚下,洛杉矶以北低矮的河谷中。对一个理智为上的机构而言,这种田园牧歌式的环境有些奇怪。在楼宇之间的小路上,长耳鹿在漫步, 它们小口咬着盆栽,在衣着凌乱,迷失于计算中的工程师匆匆走过时抽动耳朵。当我还是个小男孩的时候,我父亲,一位曾经在加州理工做研究的电气工程师,有时候会在周末带我去喷气推进实验室。那里有航天时代的全部光辉:光亮透明的办公室,俯冲展示馆,月球车,火箭船。它没有什么大的变化,就是建筑有了陈腐的气息——一切光鲜东西的命运。八十年代,实验室的经费被大幅削减,行星任务几乎废弃。只有军事研究使喷气推进实验室存活下来。

2012年8月4日清晨,NASA工程师叫它“登陆日前一天”,开始于几个项目负责人的情况通报。在经历了空间计划历史上最为复杂,技术上最为大胆的着陆次序后,探测器预定在48小时内着陆。NASA大部分的成功建立在之前的基础上。好奇号的制导系统可以追溯到阿波罗号的时期,超音速降落伞来自20世纪70年代的海盗号任务。

在好奇号从卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)发射八个半月后,好奇号已经脱离地球引力,绕太阳飞行半周,穿过了3.52亿英里的外太空。现在,它需要导向目标追踪一片4英里宽12英里长的区域。它是一只飞向两万英尺之外目标靶的飞镖。在NASA的情况通报会上,火星探测计划负责人道格·麦克奎斯逊(Doug McCuistion)在讲台背后的屏幕上投射了一张写着半场评分的海报:火星24分,地球15分。在好奇号之前有39艘太空船被送往火星,只有不到40%真正到达。“火星是冷酷无情的,“他说。

NASA的方案一如往常,让专家来解决问题。最新数据显示有7000人为好奇号工作。这艘太空船有四个组成部分:运载火箭将飞船送入太空;巡航阶段将它送到火星,着陆外壳穿过高层大气,天空起重机使它在地表上空盘旋,降低火星车落地的速度。前三项形状像飞机,井然有序,但天空起重机和火星车则是古怪混搭的创造。进入、下降、着陆进程负责人亚当﹒施特尔茨(Adam Steltzner)对我说:“如果你有7000人设计一辆汽车, 你会得到像庞蒂亚克阿兹特克【译者注:一种造型古怪凌乱的汽车】的东西。”太空起重机是一个倾斜的,骨架式的东西,有着火箭推进器的支架和缠绕在中部的缆线,看起来就像一只机械蜘蛛。火星车看起来更像一只有双目镜头,多节底盘和多接缝长脖颈的骆驼。它由核能发电机驱动,装载了激光器,收集器,相机和机械爪。一位工程师告诉我:“我未婚夫说它看起来就像是由一群13岁小男孩设计出来的。”

她没说错,确实如此,只要减掉几十年。所有九位好奇号主要研究者都是中年男子。他们穿着polo衫,西装革履,系着领带在讲台后一字排开。他们本来可以完美拼接成一部从前阿波罗号的新闻影片。但是等级制度使一群从登陆月球自世界各地来到喷气推进实验室的工程师去了其它地方。米格尔﹒圣﹒马丁(Miguel San Martín),好奇号指引导航控制系统首席工程师,他成长于布宜诺斯艾利斯和巴塔哥尼亚高原,听着海盗计划的短波广播长大。万迪﹒汤普金斯( Vandi Tompkins),16名火星车驾驶员中唯一的女性,来自印度的小镇。他们的工作证明了毫无疑问的太空传奇,一个史诗般的政府计划所能完成的奇迹。好奇号耗时十年,耗资25亿美元终于建成。在48小时内,它将着陆,或是毁灭。

也许不足为信,在喷气推进实验室我听到了关于一场调查的讨论,是问宇航员们是否愿意去火星做一场单程的旅行,四分之三的人恐怕都会愿意。阿波罗号宇航员巴兹‧艾德灵(Buzz Aldrin) 后来对我说:“五月花号上的朝圣者不会徘徊在普利茅斯岩边期待有船带他们回去。好奇号的工程师似乎没那么狂热,但他们中的许多人花费数年来完善单一的部件—— 比如,推进器,或是绞缆机,依靠这些计划才得以进行。其中一些人甚至活在火星时间,每天增加40分钟直到夜里醒着白天睡觉。“当你把它全部汇集起来,他们如果不是一千年,就是几个世纪,这是毎个人对它的投入,“施特尔茨纳说,“所以这是件非常重要的事,从个人角度来说,对我们所有人都是。”当我问他感觉如何时,他皱了皱眉:“我在理智上充满信心,感情上感到害怕。我们认为我们征服了这个该死的东西,但火星,多半会有什么在等着我们。”

 

        天空起重机(Sky Crane)是施特尔茨纳的宝贝,他可能比多数人失去的都多。这场着陆与他另一个长线的,已经到了最后时刻的项目相符:他的妻子,特丽莎(Trisha)已经怀孕九个月,即将分娩。(“我的女儿还有一个月就降生了” 施特尔茨纳说)特丽莎在喷气推进实验室从事教学推广工作,她认为这不是个好时机。但这场不期而遇似乎只是激励到她的丈夫,而不是把他困在家里,远离他的庞杂的设备。施特尔茨纳已经为此成了一个“海报男孩”,这种情况,在某种程度上是因为他的发型。他又高又瘦,有着宽肩膀,用发胶梳了一个轻快的庞帕多发型,修了鬓角,穿着鸵鸟皮的靴子。他在做最为技术性的通报会时放乡村摇滚乐。他停了一下,暗暗注视着聚集的媒体,将他的团队比作动身去“消灭火星上的恶龙和魔鬼”的当代骑士。

我已经认识亚当很多年了,但看到他站在讲台上依旧很吃惊。当我第一次通过一个洛杉矶的老朋友见到他时,我将他误认为一个难搞的人。他魅力十足,思维灵敏,他对人有一种真切的情感,这使他的虚荣心可以忍受。他不属于像我一样在父亲陪伴下长大的冷静严肃的类型。他更像是在夏令剧目里扮演火箭专家的演员。现在大家都说,施特尔茨纳是个杰出的工程师,他有着肉眼观察的天赋——在别人观察细节时能够纵观全部的快照——这使他从周围人中脱颖而出。他的炫耀使人放心。他是古怪概念和不确定性定位的冠军,他的快速解决方法优雅而富有逻辑。“这看起来像疯了,”他告诉我,指着电脑屏幕上天空起重机的图解“它看起来并不安全,每个见到它的人都这么说。所以我们没有该死的避难所。如过它不管用,人们活活吃了我们。”

甚至施特尔茨纳进喷气推进实验室就是侥幸之事——证明火星可以把最迷途的灵魂拉回轨道。他回想起最初是在1984年,在他21岁时第一次对天文学产生了严肃的思考。那时他住在米尔山谷(Mill Valley),在一个叫做“简笔画”(Stick Figures)的摇滚乐队做贝斯手。他大学辍学,是镇上的花花公子(他和模特凯瑞·奥特斯有过短暂约会),有机市场的副经理,还偶尔种种烟草。他没什么技能,也没什么展望。之后有一天,当他从马林县的演出回家时,发现猎户星座在天空中错误的位置。他在晚上早些时候看见过它们,在里士满港口灯光的上面。现在在金门大桥的下面,但北斗七星并未移动,这是怎么回事?

他模糊地记得周日运动——头顶的星空环绕与地球的旋转相关。但他从未上过任何一节天文课,而且因为缺课太多,高中数学没及格。施特尔茨纳的父母并不看重他的正式教育。他父亲是先令香料财富的继承人——一个有天赋的问题男,从未选择职业,还慢慢沉迷于酒精。他的母亲是嬉皮士幼儿园的合伙创建者,也是第一个教会亚当吸大麻的人。他们一家生活在波西米亚式的繁华中,即一幢海湾上早已售出工艺美术大厦里(现在值250万美元),周围是索萨利托的音乐家。“对于继承而来的财富,过去总比将来要好。”施特尔茨纳告诉我“我父亲被培养得只会呆等他父亲死掉然后继承财产,我也是被这么培养的。但是,老实说,不会有什么钱留下来了。”

没有什么东西能满足施特尔茨纳父亲尖刻的眼睛,所以他尽力表现的仿佛从不受到任何东西的威胁。他逃学,爬树,闯入房屋,骑着他脏兮兮的自行车四处转悠。他喜欢臀部滑板的艺术,不带头盔,不按刹车,坐在滑板上从小山上猛冲下来——在空场地上和其他无所事事的小孩相互投掷石块。从七岁到十七岁,施特尔茨纳摔断了32根骨头,缝了172针。他能迅速说出那些都是在什么情况下的发生的,就像身体叩诊一样:左臂,右臂,摔断的下颌,骨折的鼻子,山地车,越野自行车,滑板,旱地雪橇,竖起的指头,断掉的小指。最后一项是在试图用钢锯锯断自行车锁时发生的,小指虽被接了回去,但依旧没什么知觉。

自从米尔谷那个晚上,当施特尔茨纳仰望猎户星座,好奇它为什么改变位置的时候,几乎没有理由相信他会找到答案。自从7岁以后,他就从没显示出任何聪明的预示。当他所在教区学校的牧师宣布他是个笨蛋,建议他父亲送他到职业学校去。尽管如此,那些星星依旧停驻在他的脑海里。几周之后,他去当地社区大学报名参加了天文学课程。当他被告知要先修物理课,他不情愿地答应了,不料竟然发现有学习它的天才。事实上,不只是天才。“我就是主宰,”他对我说“有些考试平均分是三十,我能拿98分,我真是太厉害了!”

他在加州大学戴维斯分校拿到了机械工程学学士学位,并毕业典礼上代表毕业生致辞。他硕士在加州理工拿到了奖学金,之后跟随他的第一任妻子到威斯康星大学读博士。学术生活适合他。它社交,协作,具有竞争性,使他持续害怕结婚的困境。“这是一场受保护的游戏,”他告诉我“你获得评分,标记自己的进步,但你并不来真格的。”正是NASA教他这么做的,他补充说,看了一眼天空起重机。”我也许有点过度补偿。“

1999年,施特尔茨纳从威斯康辛来到喷气推进实验室,正好是火星计划最后一搏的时间。在水手四号任务之后的一段时期,天文学家对这颗星球有了更多的乐观心态。的确,这是一块贫瘠之地,但它并不像初现时那般糟糕。宇宙飞船拍摄了少于百分之一的地表,下几项任务还只是低空飞行。直到1971年,当水手九号(Mariner 9)进入火星轨道,在离地面不到一千英里之处飞行,距离比水手四号(Mariner 4)近6倍。接近一年事件,高分辨率照相机传回的七千多张照片——毎几百米一个像素——据此科学家才开始了解这个星球。

即使别无它物,火星也引人入胜。火山大爆发塑造了它,剧烈的风暴打磨了它。火星有台地,冰原和沙海,有着比科罗拉多大峡谷深四倍的地和比珠穆朗玛高三倍的山峰(它的峰值有16英里高,是水手四号抵达后从太空中唯一可见的特征;火星余下的部分被天文学家所能观测到的尘暴覆盖)它是最美的星球,峻峭的地貌不曾被雨水和根须钝化。它终究不像月球,更像是犹他州。

四年后,NASA将两架宇宙飞船送上火星表面——海盗一号(Viking 1)去赤道,海盗二号(Viking 2)去北极——科学家不再期盼能找到智慧生命。它们不只发回图片。两个探测器都有机械臂,来收集土壤标本,建立实验室来检验生物活性。海盗一号被安排于1976年7月4日:美国建国200周年那天着陆。那年夏天,《时代》杂志在社论版宣称:“除非有一场核战争,在建国三百周年之时,火星将承载人类种群。”

着陆并没有完全遵照计划,到达着陆位置从轨道看实在是太过高低不平,两艘宇宙飞船花费数周来寻找替代的地方。当它们终于着陆时,两百周年庆典早已结束。海盗一号最终到达了一片遍布火山岩的地域;海盗二号到达了斯基亚帕雷利命名的“乌托邦”,一个像草地球场一般平坦而贫瘠的地方。火星大气比地球稀薄一百倍,黎明时气温大概在零下118摄氏度。即使如此,NASA分析人员开了一瓶香槟来庆祝第一份土壤样本哦返回。两份样品,当混入放射物质,爆发出放射性二氧化碳——这是养分代谢的标志。一些科学家依旧为结果辩护,他们表示:在地表下冰层中的土壤有可能有细菌存活。但是探测器没有发现任何生物活性或是有机化合物。如果有的话,土壤对生命似乎是有害的:土壤中含铁量如此之高,哪怕有一点点氧气也会立刻生锈。这就是为什么火星是红色的原因。

“火星计划从未超越海盗号,”施特尔茨纳告诉我,即使这个星球存在生命,科学家现在知道,寻找它将是极端困难的。所以他们二十年都没有回到地表。70年代后期的暂时平静让位于80年代的预算消减,这导致了90年代“更快,更好,更廉价”纪元的到来——尝试去建造更加高效的宇宙飞船来帮助诸如洛克希德马丁(Lockheed Martin)【译者注:美国航空航天公司】的工业伙伴。1997年,通过探路者号(Pathfinder)着陆舱和它漫游的伙伴,索杰纳(Sojourner)机器人车(他们发现了最多的火山岩),NASA最终转回火星。但是技术的成就被灾难掩盖。1992年发射的火星观察者号(Mars Observer),在预计进入火星轨道的3天前失去联络。1998年着陆的火星气象卫星在火星大气中烧毁,原因是地勤人员和机载计算机之间在测量单位上的混乱。火星极地登陆者号在火星南极着陆之后失去联络。

“并不是做过多事就能做到够好,”托马索﹒利凡里尼(Tommaso Rivellini),探路者号和极地登陆者号的工程师之一告诉我。“有无数的事情必须得做好,我们只是有点过多,有点过火”。当极地登陆者(Polar Lander)剑指火星的时候,NASA就已经开始进行它的下一项计划:一艘登陆火星,采集土壤样本的宇宙飞船,再用火箭返回地球。现今这项计划因为太过冒险被取消了。当2000年施特尔茨纳开始与利凡里尼一起工作的时候,NASA只有两辆正在开发的火星车:勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity)。施特尔茨纳称呼它们:“万福玛丽号传球”【译者注:是一种成功率低的孤注一掷的向前长距离传球, 通常在比赛将近结束时使用。】

如果海盗号是技术的胜利和科学的倒退——这个结论是一位NASA科学家所告诉我的“火星探索一次极大的不愉快”,勇气号和机遇号是相反的。它们的着陆系统,模仿探路者号,简单得令人发笑:施特尔茨纳和利凡里尼只是把火星车裹在安全气囊里。当两艘宇宙飞船在2004年冬到达火星时,它们的着陆器依靠降落伞下降,就像沙滩球落地时一样,一旦停止弹跳着陆器摆脱防护罩进入火星。这不是个光彩的进入方式,但是相当值得。“我希望找到一个我们总是发现的东西:一堆玄武岩,”约翰﹒格勒青格(John Grotzinger)一位加州理工的地质学家这么说。他曾是这项计划的顾问,后来成为了好奇号任务的首席科学家。“勇气号发现了很多东西。但当机遇号着陆发回照片之后,我们都开玩笑说NASA一定是把探测器发送到美国西部去了。随后矿物数据发回来,我们都说:‘不可能,绝不是。’”

格勒青格在火星项目中是与施特尔茨纳相反的人物。一个好奇如何到达火星,一个关心我们将在火星上发现什么。这两个人关系不错,偶尔共进晚餐或是分享一瓶红酒,但他们有不同的鉴赏力。“他非常有魅力,就像科学家那样” 施特尔茨纳对我说“但他对任何想象力的延展都不感冒。” 格勒青格引领一种更有冒险性的生活。作为一位地生物学专家,他花费毕生在最遥远的地域追寻古化石。他坚信如果火星上曾存在生命,那必定是微观的,存在于35亿年以前。但哪怕在地球上,这般古老的化石也几乎不存在。“你用一只手就数的过来,五个地方。你可能花费时间寻找成千上万块岩石却终无所获。“

现年55岁的格勒青格在西伯利亚、纳米比亚、阿曼和加拿大北极区都工作过。他曾在雅库茨克沿河漂流,在大奴湖闪避灰熊和黑蝇(他的记录是一晚上被黑蝇叮咬200下),在骷髅海岸搜索岩层,有时每天徒步超过20英里。长时间的孤独和开阔的天空赋予了他消瘦,风霜的面容和与NASA那些高度紧张的科学家迥然不同的简洁风格。他在领导着陆那些日子里的工作,让我想起了亨利﹒方达(Henry Fonda)的早年的西部片:当镇民驰骋向一打不同方向的时候,他眯起眼睛看向地平线,仔细考虑自己的选择。

格勒青格告诉我,要找到最古老的化石,你必须寻找形成它们的环境。如果一个地方有水,有高温,寻找有机碳;如果有有机碳,寻找微生物的遗迹。但有可能陷入圈套:水创造有机质,同时也腐蚀它们。生物的迹象会自我消除。从达尔文开始,科学家们痛悼化石记录的空白。恐龙骨头和硅化木并不难寻,但是在一定年代以前——大约6亿年前,当寒武纪时期初始——证据突然消失。格勒青格称他为“记录缺陷“。如果地球上的生命已有40亿年,地质学家J. 威廉・萧普夫(J. William Schopf)在他2001年的书中写到:“生命的摇篮,”4/15是未公开的,就像美国自1963年开始的那段历史。

对一位名叫斯坦利﹒泰勒(Stanley Tyler)的地质学家而言,我们所知的生命起源在很大程度上而言是欠缺的。1953年夏天,泰勒在苏必略湖北部的小艇上钓鱼时突然发现近处有奇怪的露头岩层。泰勒曾经为铁矿绘制地图。这条铁矿从明尼苏达州北部一直安大略湖南部,数不尽的矿石被装上汽车运往底特律。被称为“冈弗林特组”(Gunflint Formation)的沉积通常含有铁锈红的氧化物。但是露出岩层确实是被多节凸起覆盖的光泽黑色。回到他在威斯康星大学的实验室,泰勒将切片的岩石放置在显微镜下观察。当用灯光照亮它时,他看见了有细密纹理的二氧化硅微粒,就是为人所知的“燧石”,混入像是煤炭的东西。但还有别的:数以百计的空心结构和细丝,它们看起来就像是细菌。

泰勒随后向巴洪(Elso Barghoorn),哈佛大学的一位年轻的古生物学家展示了他的发现,巴洪证明了那些的确是细菌和真菌的化石(后来被证实是蓝藻细菌)。两位科学家继续记录了那个地区的大量样本,它们显示细菌曾生活在笼养时代却又奇异的遗留下来。正如萧普夫所说,岩石有“像卷心菜一样的结构“(他是巴洪带的博士生)。这些都是轰动的发现:燧石沉积物有近乎20亿年了——一举将已知的生命历史翻了两番。但巴洪卷入了个人麻烦,结果拖延了几年。那时泰勒已经死了。普勒斯顿・克劳德(Preston Cloud)找到了那个地点,自己做了一些分析。随后问题发生了——巴洪听到克劳德所做之事的传闻,当《科学》杂志请求他做同行评审的时候,他让杂志拖延了两周,在此期间,他在萧普夫的帮助下,匆忙完成了自己的手稿。随后巴洪打电话给克劳德,告诉他——你懂什么?——我的手稿也准备发表了。” 克劳德回复:“眼见为实!“。但他最终同意让巴洪先发表。两份论文相隔两月,分别于1965年二2和4月相继在刊登在杂志上。

接下来的就是蜂拥而至的前寒武纪研究:来自全世界的寻找最古老化石的竞赛。巴洪锁定澳大利亚,克劳德专注于死谷(Death Valley),其他人则将目光集中在中国和巴西,研究生则跟在他们后面。格勒青格那时还是个小男孩,但他在这一领域已经有了专业人士的眼光:普勒斯顿・克劳德是他叔叔。当格勒青格还是一个学地质的学生,刚刚在哥伦比亚大学念完博士后,他花费整个冬季在加利福尼亚学习冲浪,还去加州大学圣巴巴拉分校拜访克劳德。他说正是在那里找到了地质学的一个缺陷,他叔叔的方法。“巴洪只满足于找到最古老的化石,克劳德则对化石是如何与星球进化联系起来感兴趣——微生物如何改变环境。“生命是如何产生生命的?

 

在深秋时节,在格勒青格火星计划工作的罕见间歇里,他和我开车从他家——郁郁葱葱的圣马力诺市,向东面横穿圣加百利山的前段,越过苹果谷和巴斯托,深入莫哈维的大盆地来到死谷。格勒青格常带他那里的地质学学生来这个由加州理工管理的教学与科研试验基地。他说,死谷的山脊和地表露头就像一堂地表解剖课——地球的肌肉和骨骼,剥落暴露于解剖的阳光下。这是北美与火星景观最为相像的地方。

“这片大陆差不多是从这里被撕开的,“当我们到达位于圣加百列山东面斜坡的卡洪山口时格勒青格说。在道路的另一边,沿着圣安德列斯锯齿状的皱褶,地势就像皱巴巴的包肉纸一般起起落落。”这里有山脉有山谷,就像被撕开时一样。“”这里涵盖了北美从最新到最古老的岩石。”站在死谷的南端,你很容易想象自己立足于盖尔环形山——好奇号在火星的目的地。锯齿状的边缘环绕着地平线,它的边缘没入下方的冲积平原。多岩的山脊让路于滚磨的巨石和散落砂砾的斜坡,将沙粒吹入流动的沙丘。众所周知,死谷的气温可以达到130度,平均降雨量少于每年两英寸。但就是在这里,克劳德和巴洪发现了世界上最古老的生命迹象。“他们发现了保存生命的秘密。”格勒青格说。

它通常以静水开始:一个朝池,池塘或是咸水滩,湿润到能够繁殖细菌又它们冲走。这些都很普通;最困难的部分是一旦细菌死亡就要防止水分进入。细胞膜是脆弱的东西,在溶解之前,它们至多可以保持形状两三周。保存它们超过十亿年——使蜉蝣成为化石——用固定剂覆盖生物残留:薄薄的防水沉积物慢慢变成石头。这种被格勒青格称为“神奇矿物”的通常是硅石,就像燧石里的角岩。

自克劳德和巴洪在全球搜寻相似地点以来的半个世纪,地球上生命的历史已被追溯大约到35亿年前。但更宏大的历史存在于他们发现的沉积之后。生物学家现今相信通过光合作用提供氧气的蓝藻细菌,大约出现在27亿年前,但是“大氧化”在之后近5亿年中并未开始。在此期间,地球上大部分的铁矿床沉积下来。克劳德认为这个顺序很有道理。他推断早期海洋一定充满了可溶性铁。当细菌产生氧气,这两种化合物反应生成氧化铁,沉淀在海底成为厚厚的锈层。当海洋用尽可溶性铁之后,氧气就自由累积在空气中,这时地球才真正活跃起来。

为什么不是火星?它红色的沙土也充满了铁,被大气中的氧气转化为铁锈。但这个星球在途中的某一步耗尽了氧气。是因为小行星撞击了它,把它的一部分大气炸到了太空?是地幔岩浆冷却时磁场的紊乱使它暴露在太阳风下?还是只有地球一半直径的火星太小无法聚拢大气?无论答案是什么,一个曾与我们地球如此相似的星球成为了一个完全不同的地方。

这就是为什么机遇号九年前传回的照片如此令人吃惊。它们展示了陡峭的露头岩层而非满是碎石的荒漠,黑色玄武岩或是苍白的沉积物。这不是一个岩浆流,它看起来像是湖底或是池塘底下的被风侵蚀的土壤——那种很有可能培育生命并保护它的遗存的地方。“在那时我发觉自己会永远投身于这项工程,”格勒青格告诉我“这不是一个小小插曲。”

 

从那时起,机遇号就开始围绕火星运转,虽然它只被设计完成90天的任务(勇气号在2009年陷入了沙坑,停止传输将近一年)。它从未发现湖床或是任何有机物质。但与两颗同样长寿的卫星一起——分别发射于2001年和2005年的奥德赛号和火星轨道勘测飞行器,它们依旧围绕火星运行——它们重建了NASA的声名。“我们有些自以为是,” 施特尔茨纳对我说“NASA也是。”下一步是向火星发射一个等尺寸的活动实验室。这次施特尔茨纳的队伍得到制造登录系统的全面授权。

感谢这两颗新卫星,NASA现在能够辨认出厨房餐桌大小的地表细节了。它可以识别土壤种类,查证火星极地水冰和干冰的存在,甚至追踪地下水。它为火星计划开创了很多崭新的,满怀希望的地点。问题是怎样在这些地点着陆。有些地方散乱着大块岩石,有些满是尖利的沙岩或是坐落于陡峭的峡谷。只有在1500平方英里之内,NASA的宇宙飞船才能够准确降落。安全气囊降低了不稳定性:无论撞到什么它都会反弹。但新的火星车将比之前的大五倍——就像S.U.V之于高尔夫球车。“安全气囊的规模小到可怜,” 施特尔茨纳说。“球体表面积随半径的平方的增加而增加,所以外部材料就一下要大25倍,变得更重,材料承受的压力也随半径增大而升高。这是自食其果的绝望。”

传统大型宇宙飞船的登陆方式是通过长支柱和有力的推进器。但是支柱着陆器在火星车着陆时常常不够稳定。此外,NASA之后的一项研究表明当着陆器打开时,机载电脑会误以为这是着陆时的震动并切断推进器——在离地面130英尺的高空。有一阵NASA并不认真地考虑了一个“调色板着陆器”,它看起来就像是一只压平了的虫子(它的推进器会在冲击时皱折, 所以它能逃脱短支架和低间隙)。但施特尔茨纳也不喜欢。”我及其不喜欢这个方案,“他对我说”我恨这个。“调色板着陆器或快或慢的进入完全不可预知的地形。它弹跳,抓住边缘,在石头上打绊然后翻倒,或是遇到其他一千种灾祸。这是计算机分析员的噩梦。

2003年,一个闷热的九月清晨,解决方案以最让施特尔茨纳高兴的方式在喷气推进实验室的马拉松会议上降临:被白板和聪明的头脑包围,头脑风暴提出想法再进行筛选。他家位于阿尔塔迪纳一座在普通不过的小屋,环绕着他妻子种的外来果树,经常与起居室里的酒水一道被用作“午夜设计与争论”的论坛(当我在好奇号着陆那天去拜访的时候,壁炉架上的镜子都被擦掉一半的方程式盖住了)。喷气推进实验室的会议持续了三天,两周后再开,以免每个人都疯掉。“管理人员简章是在椅子上扭动,“利凡里尼说,”他们想把我们的对话引导回支架推进器,但我们一点也不想要那个。”

他们想要的是“沿绳火星车”。这个概念第一次出现在简单返回任务中。它是关于当着陆罩还系在降落伞上时,用缆线降低火星车到地面的高度。这个计划被认定难以控制:火星车会在飞行中摇摆不定,雷达将无法确定安全锚地。但那仅仅是过去,米格尔圣﹒马丁(Miguel San Martín)说。他的制导与导航小组已重新设计了推进器,使着陆器便于操作。雷达得到大幅改进,他们编写的新软件能够稳定任何在其下摇摆的东西。“这是赞叹的时刻,“ 利凡里尼回忆。”整个小组如愿以偿。“(最后的专利会写上九个人的名字, 施特尔茨纳说,它本来可以更多)如果制导系统真的那么好,为什么不早早摆脱降落伞,丢掉降落防护罩?那就能留下一个由推进器独立操控的小而灵活的太空舱,在接近地表处盘旋直至火星车降落。“通过一点点加班,我们摆脱了安全气囊,用车轮着陆。”

NASA先前的设计理念用到了落到了新的着陆器:“天空起重机”的头上。着陆器把一个简单,草率,但被验证过的技术换成复杂,精确却未被验证过的技术。施特尔茨纳对我说:“我们想要火星的完全通行证。”着陆器更加容易操作,它就能够瞄准更小区域——大约五十平方英里——避免其中大部分的障碍。无论火星车是大是小,是在平地还是斜坡,在任何天气下它能够着陆。但在一切都正常运作的条件下——缆线没有堵塞,推进器没有熄火,雷达没有发生故障,火箭发动机没有爆炸。安全气囊可能有一个问题,天空起重机有就一千个。“我最害怕的就是未知的事情,” 施特尔茨纳对我说,“它在哪里?它存在于我们创造野兽的复杂性中——在它自身复杂性的麻烦里。”

一天中午,在喷气推进实验室,施特尔茨纳向我展示一个带着机械蜘蛛腿的最终设计的比例模型。它由制作了大部分NASA的模型平井勋 (Hirai Isao)建造,看起来就像个高端星战玩具(费用: 5000美元)。较小的版本已获批大量生产。“你可以想象他们拿它做什么,” 施特尔茨纳说,摆弄着模型上的缆线和迷你接合。“它本来有这些美丽的压铸部分,在推进器那里有小小的喷气推进实验室字样。”在这种情况下,他很注意表达: 火星极地登陆者号(Mars Polar Lander)也曾有这样一个玩具。美泰公司在任务失败后就停止生产了。“这个火星车叫做‘好奇号’,但我们背地里把下降段叫‘无畏号’”。

着陆那天南加州的清晨明亮而清透,就像另一个星球上一样。“这是个晴朗的火星日,” 道格·麦克奎斯逊宣布,“太阳即将照亮盖尔环形山。它会变得晴朗而温暖。”他向挤在讲台边的摄影师们露齿一笑,大批记者聚集在喷气推进实验室的冯·卡门礼堂(von Kármán Auditorium),卫星转播车停在外面。“就是这样: 行星探索超级杯赛。还差一码。”

麦克奎斯逊的天气预报不只是情景预设。好奇号在不稳定的季节着陆,此时火星在偏心轨道上摇摆接近太阳,激起多变的气候。相较地球上凝滞的空气,火星大气不断运动:地表与六英尺高之间,温度差差不多可以变化60度。空气稀薄到第一缕日光就能引发强烈对流,热空气上升卷集成尘暴,又在冷却时坍塌下来。一路上散落的沙尘吸收更多热量,形成反循环,让风暴在星球表面席卷而过。

NASA通过奥德赛号(Odyssey)和火星侦查轨道器(Mars Reconnaissance Orbiter)密切关注这些发展,超过12位气象专家仔细筛选传回的数据。(其中的一位专家布鲁斯・康托尔,来自圣地亚哥马林空间科学系统,已经用了14年来追踪火星上的每一次尘暴)本为地球所做的天象模型,经过改制也适用于火星,它们现今甚至可以预测盖尔环形山内的每一次突风。“在火星电影中人们被卷入尘暴——这样的事情是不可能发生的。” 艾斯文・瓦萨瓦达(Ashwin Vasavada), 一位担负着与NASA协作为着陆做气象预测任务的行星科学家说。“如果你遇到了只有地球百分之一的大气,你基本不可能被撞倒。但它依旧有同样的风速,依然能够能把涂料炸掉。”

幸运的是,火星车能够经受这样的重创,着陆点现在也没有尘暴。盖尔陨坑位于火星赤道以南,在位置上相当于地球上靠近澳大利亚北部的地方。这个地方是NASA经过几十次鉴别从四个备选地中挑选出来的。像燧石那样富含二氧化硅。在南部高低上的霍尔登环形山(Holden Crater) 有着看起来像湖床的形貌,是超过1000英里长的原始河流系统的一部分;,在霍尔登北边埃伯斯沃德环形山(Eberswalde Crater)有广阔的河流三角洲,有着似乎是几个世纪累积起来的粘土。从某种方面讲,盖尔环形山只是可怜的第二选择。位于埃伯斯沃德的三角洲和它的淤泥、沉积物,通常是发现保存有机残余物最好的地方。“我想去埃伯斯沃德!” 施特尔茨纳对我说。“这会更难。它比盖尔环形山高三公里,地形更加恶劣——满是尖顶和台地。但风险是可以接受的——只是高了几个百分点罢了。”

这个选择事实上是生物学和地理学的对决。埃伯斯沃德环形山有三角洲,盖尔环形山有夏普山(Mt. Sharp)——在环形山中央的一座有着35亿年历史的山峰,它的沉积层就像是火星的史前时代一般。埃伯斯沃德也许是发现有机物的最佳之地,但如果什么都没发现相对来说就没有什么可以教导我们的了。盖尔环形山不大可能有有机物,但在地质学方面,它绝对引人入胜。

对施特尔茨纳来说,最终决定过于谨慎而且缺乏创见:“如果你只去看一个死掉的星球是如何在几十亿年中破败的,这很好。但是有些缺陷让它没法成为一个杰出的学校。“夏普山一直都是勒青格来的主要关注点。3.5英里高,没有折叠、断层或是板块构造,就像地球上空无一物。”它看起来不协调,“他对我说。”我无法想象它是如何形成的。“

最初,格勒青格认为这个环形山只是火星车的车道。但登陆前的几个月,他打算近距离观察一下。对于他的小组来说,环形山用作具体研究实在是太大了:直径九十英里,约等于康乃狄克州和罗德岛州面积的总和。所以格勒青格选出了着陆地周围150平方英里的地区,将它分割成长宽一英里的四边形。之后他把所有的卫星数据发布在网上,让有资格的地质学家来制图。这是NASA一直所做的通俗版本:众包。

当结果传回来时,格勒青格发现他以往未曾注意到的模式:山脚下有一个冲积扇,比如,它的有些沉积物和埃伯斯沃德一样。如果他们幸运的话,格勒青格想,盖尔环形山对两个世界都是最好的:一个也许曾经适居的环形山;又有一座山峰解释为什么现在不是这样了。但首先他们要到达那里。

 

晚8点26分:控制室落锁。在之后的两个小时直到火星车着陆,没人能够离开这里。当施特尔茨纳的小组落座时,扬声器里传来一个诡秘而挑衅的声音:“为何开始,随后为可能存在的东西哭泣?“这首歌是施特尔茨纳和圣﹒马丁挑选的,由尼尔森·瑞铎(Nelson Riddle) 于1966年录制的”孤注一掷“,歌手是法兰克·辛纳屈(Frank Sinatra)。

        太空探索是一门科学,着陆则是一场戏剧。施特尔茨纳的队伍能够监控下降的每一秒,但它远不是现场事件。好奇号的信号需要经过14分钟才能从15500万英里之外传回地球。当信号到达控制室时,火星车早已着陆——完整无缺或者成为碎片,施特尔茨纳的队伍除了关注,或被关注之外几乎没什么可做的。他们穿着统一蓝色polo衫,就像在圆形剧院的VIP包厢里一样,上演着“着陆“这出戏剧。安排好的记者,重复的仪式。伯巴克·菲尔多西(Bobak Ferdowsi)这项任务的飞行指挥官,为每一次里程碑式的事件改换发型,他已经剃光了两边的头发,把中间的染成了星条旗的样子。他从今以后就成了莫霍克男孩。穿上幸运袜,幸运胡须也没剃,弹子从一个罐子转到另一个罐子来标记这次任务。从1964年开始,人们就开始在控制室吃咸水花生——一种来源于火星探针在第七次后终于着陆之后的惯例。幸运条纹很久之前就没有了,但花生还是依旧分发。

10点24分: 距火星表面81英里,着陆防护罩冲入火星大气层。形状像个陀螺,它的移动速度是每小时一万三千英里。当它下降时喷射出两块各重165磅的钨质载荷,用来反向抬升制造升力。防护罩由8台推进器指引,通过天空追踪S-曲线。

        恐怖七分钟:这是施特尔茨纳和他的团队描述从进入火星大气到着陆的那段下降过程,着陆器只能依靠机载计算机的引导,用七分钟到达盖尔环形坑,找到一块能够安置一吨重火星车的空地。几个月前,NASA按顺序制作了一部有着瓦格纳风格配音和变形金刚一般特效的动画电影。当宇宙飞船进入太空,推进器点火和部件脱落时,施特尔茨纳和他的团队紧盯着摄像机,叙述每一个步骤,统计资料围绕他们闪现:“六轮配置,76次爆破装置。50万行代码,误差。”

10点26分:火星大气的摩擦力在着陆器周围加重,使外壳接近3000度。直达底部的防热罩由酚醛树脂碳纤维制造,在降落时焚烧殆尽,就像微型太阳一样耀眼。

        “你和我正坐在视界的边缘,就像一个黑洞,“【译者注:视界指黑洞中的假设区域】施特尔茨纳在前一天就告诉我。”周日的晚上,我们将要进入这个黑洞,至少有两个世界在另一端等着我们:我们成功了的世界和我们失败了的世界。人们现在都非常害怕。但如果我们坚持着陆,突然一下他们就会说,‘嗨,为什么不在同一天做下一个呢?’“他在过去几年里已经度过了许多不眠的夜晚,解决问题并在四点钟给队员发邮件。“这就是他担心的时候,”他妻子告诉我。”我会问他,‘你在想什么?’他会说,“我在想波音747表面的气流。’”相较两年前,他能睡好些了。好奇号只能靠它自己了,他做了他所能做的一切。其他的只能交给时空。

10点29分: 距离火星还有7英里,超音速降落伞猛然打开,用6 倍引力拉回外壳。52英尺宽160英尺长的降落伞可以形成6万5千磅的拽力。在一分钟内使速度从每小时近乎900英里减至不到200英里。

        火星大气是每个火箭科学家的噩梦:稀薄到燃烧宇宙飞船又不足以使它停住。只有推进器能够减缓着陆器到目标速度,即每小时1.7公里。如果推进器离地面太近,它们会激起尘土干扰着陆器的工作。因此,天空起重机“是理性工程学思考的结果,“施特尔茨纳在NASA的电影里坚持说,”但它依旧太疯狂了。”

10点31分:防热罩已经分离,降落伞也已经切断,天空起重机的推进器点火。离环形坑还有不到一英里的时候,它用地面探测雷达扫视地表然后开始下降:每小时100英里,50英里,20英里。离地60英尺时,缆线在下面不断拉长,使火星车缓慢降落。

        施特尔茨纳不要模棱两可,也不要怀疑。当他的团队聚在周围准备庆祝时,他在等三重确认。“目标D正常,“一位工程师大喊:火星车已经传回了最终着陆地点和速度(零).”火星车惯性测量装置稳定,”另一个工程师也喊道:惯性导航器停止工作。第三位工程师从十开始默默倒数,来确保与火星车保持联系,天空起重机不掉在火星车上。(“我知道在最后阶段还有很多堪比死亡的等待,”施特尔茨纳说。)但控制室后方一位叫做乔纳森﹒格林布拉特(Jonathan Grinblat)的小组成员已经情不自禁——还在倒数时他就从椅子上跳上跳下,挥动手臂:“就是这样!“之后整个团队都站了起来,欢呼声几乎淹没了最后的通告:”着陆确认,我们安全到达火星。“

在那些令人晕眩的日子里,NASA近乎弥补了它36年前错过的庆祝:海盗号错过了建国200周年。“降落,NASA!”《时代》杂志头版宣告,在它上方是施特尔茨纳的团队跳来跳去。GQ在“年度人物”那刊登了他们的人物特写,博巴克·菲尔多西 (Bobak Ferdowsi),那个莫霍克男孩一觉醒来发现自己成了个名人,在Twitter上有了两万名新的追随者,还收到了半打求婚。(“你是我理想中的男人。也就是说:比我聪明,还有比我更好的发型。“)他在之后会列席总统奥巴马的就职游行。

更令人激动的景象来自着陆后喷气推进实验室的第一个早晨。那时候记者团已经慢慢散去,一连串的无名工程师走上了讲台。经过数周的担心,他们每个人都有苍白的面容和浓重的眼袋。他们一个接一个的显示数据,几乎被愉悦和安慰打倒。他们描述了部件是如何完成的——他们的相机/雷达/推进器/回航仪——就像预想那般运作。这些专心致志的人在最后是如何报偿的。上千个不相关的部件和上千位科学家是如何在一起建造这台异兽,如何设法让它到达了另一个星球。他们是如何不曾让任何一个人失望。

对他们中的大部分人来说,这是一个苦乐参半的时刻。登陆是个不折不扣的成功——“我们做得好到恐怖,” 施特尔茨纳说——但这将让他们失去工作。NASA的预算取决于政府拨款,十年中的第一次,他们没钱去火星:原定于2016年的一个取样任务在金融危机后被取消了。在火星车着陆后几个月之内,两个任务被匆忙批准:一个定于三年内发射的固定探测器,旨在研究火星深层地质,四年后发射另一台火星车。但它们没有一台赶得上好奇号的技术挑战。尽管像太空探索技术公司和轨道科学公司这样的私人企业正开始它们自己的任务,“它们拥有的像是NASA在20世纪60年代的技术,”米格尔﹒圣﹒马丁告诉我,他笑言:“我确信这将是我最后一个工作。”

他当然错了。圣马丁现在正在帮助进行一项在彗星上着陆并送回样本的任务。利凡里尼正在研究新的超音速降落伞,其他人被安插在喷气推进实验室类似的岗位上。但创造了天空起重机——这一历经十年合作方才出世的冒险装置——的团队已经没有了。他们是NASA版本的1997年佛罗里达马林鱼队(Florida Marlins):在赢得世界大赛后立刻解体。

施特尔茨纳看到了它的到来。在着陆的那天晚上——当他与一列跳康加舞的工程师毁掉了新闻发布会之后;当在星际迷航中扮演妮欧塔·乌瑚拉(Lieutenant Uhura) 的妮雪儿·尼柯斯(Nichelle Nichols)拥抱看见的每一个人之后; 当巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)抱怨至少这次人们的注意力被从月球上引开了,当着陆团队跌跌撞撞地走出酒吧,在那里他们庆祝直至天明——施特尔茨纳很早就回了家爬到床上。然后他抓紧怀孕的妻子,默默哭泣。

当我再次看见他的时候是在十一月,他有了一个女儿。奥丽芙(Olive)出生在火星着陆后三周出生,分娩如同天空起重机一般简单无缝。(有些讽刺的是,施特尔茨纳的盾形纹章上有一只鹳)当我们谈话时他就抱着她,还帮着10岁的加勒多尼亚(Caledonia)练习小提琴。他刚被任命为喷气推进实验室进入下降着陆办公室(EDL)和小天体数据库的主管,但他发现很难集中精力。“当你这么多年处于长期压力中,一下子轻松下来就有些不知所措。”他说“就像一直缓慢滴注肾上腺素,我又怎么能够专注做任何事呢?

他本质上是个工程师,他说:“对我来说,来自好奇号的科学远不如来到这里让人信服——集体工具制造者绷紧肌肉,抓住这门科学,让火星车到达那里。“他也知道未来的任务可能就取决于火星车的发现。如果火星上存在有机分子,就终究要前往火星进行取样返回任务——不是在2016,就会在2018或者2020年。如果找到生物体了呢?”该死,我们会一直朝那里丢讨厌的东西,“他说,眼里闪烁着希望。”坏消息是:那里没有其他东西能与之相提并论。好消息是将来的主要任务将一直变化。

 

上周在喷气推进实验室,我一上午都与火星车驾驶员万迪汤普金斯(Vandi Tompkins)待在一起。她是一个热情,苗条的四十岁女士,在卡内基梅隆大学获得机器人学博士学位,她用极快的语速讲述明确讲述了一切细节。火星车上周进行了第一次土壤采样,但她对能使用怎样的仪器来分析样本更感兴趣。好奇号装备了激光器,光谱分析仪和一台气象色谱仪。它还装备了粒子探测器,X射线检晶器和一座完整的气象站。它能够汽化岩石,从发散的光谱辨别它们的矿物成分,或是在样本上钻孔,梳理它的化学组分。好奇号就像塞了半打科学家的悍马车一样。“这就像身临其境,”汤普金斯说。她和另外五位火星车驾驶员在火星车休眠时轮流完成大部分的工作。每天晚上,火星车关闭发动机8个小时,通过核能发电机再次充电。但它首先向地球发回火星全景图、录像和坐标,这些数据被下载到汤普金斯帮忙编写的模拟软件上。带上3D眼镜,她就可以安排下一天的任务活动,驾驶火星车环绕标注着详尽地势图像的虚拟环形山。如果必要的话,她甚至可以在喷气推进实验室里,用现实的火星车在火星场院的人造景观来验证序列。一旦完成,这个安排将会传回火星,循环再次开始。

当我早上到达的时候,火星车被停在距离登陆处几码远的地方,正对一块被称为“石巢三号“的岩石。在前三个月,它的大半时间都花在诊断上:在耐力竞赛前先甩甩手吧,在火星上机械等同于希望。虽是为了被建造完成两年期的任务,火星车上的机械设备和被强化以抵御宇宙射线和极端温度变化的部件,很可能持续工作十年。它的劣势在于机载电脑:处理能力比游戏机还小,容易出现软件故障。(部分内存崩坏后,系统将在三月初重新启动。)哪怕在所有部件都准确工作的时候,NASA也不会心存侥幸:每个仪器都必须重新校准,每一个步骤都要被科学家团队复查。火星车仅仅移动几英尺去戳刺岩石就要花费三天时间,同时机械臂抓拍岩石各个角度的照片。”这是一个花费25亿美元的使命,“ 万迪﹒汤普金斯说。”如果你耽误了一天,那就是像是300万美元。如果发生错误你没法阻止。恐慌是无尽的。“

她递给我一副3D眼镜,我看她练习“触碰-离开“。这包括向前开几英寸,用卡尺测量一块岩石,然后离开。编写火星车的模拟程序,驾驶机遇号三年,在火星场院做练习,汤普金斯和她的软件合二为一。它推近火星车,旋转它以得到不同视角,她的手指无意识地轻敲键盘和鼠标。她伸展7英尺长的机械臂,致力于将卡尺放在最短移动距离的地方。让推挤保持最低值这点非常重要,因为火星车还带着土壤样本。两天前,它从风化堆积物中挖了一些沙粒,通过过滤得到细度小于150微米的颗粒。把相当于婴儿用阿司匹林一半多的微粒投入火星车背面的漏斗中。这个漏斗连接了一个腹部有着74个石英小瓶的转盘式运送装置。每个小瓶依次能够加热、辐射、激光粉碎、添加溶剂或是置入离心机旋转。困难的部分是决定用哪个工具。”火星车就像一个瑞士军刀,“格勒青格说,”你不用一次用到所有的配件。“

如同海盗号一样,好奇号一开始也有一些误报。它第一次空气和土壤检验显示出很重的甲烷痕迹,这种成分一般是由生物提供的。但当仪器被冲洗干净检验新的样本时,甲烷又全都不见了——只是来自地球的污染物。格勒青格同样怀疑,所以他从未公布结果。(虽然他们曾在媒体上暗示过)他没有料到的是火星车制造可用数据的绝对纯度。它几乎没有移动,NASA的分析师早已经被淹没了——到11月中完成10000个测试,对一块岩石进行1800次激光射击。“我不确定我们能够消化吸收机械设备所教授的一切,”他告诉我“这绝对令人兴奋。”

数据的迷雾使某样东西清晰起来:这个环形山本身就值得这次旅程。截止十月,好奇号已经发现钙的踪迹,它通常是与水联系起来的;到感恩节,发现一条河床。在圣诞节前夕,火星车驶去一个被团队叫做黄刀湾(Yellowknife Bay)的区域。热感卫星图片显示此处的土壤很好保持了不同寻常的高温——可能含有粘土或其他含水矿物的标志。“这是世界改变的时候,”格勒青格对我说。当红色土壤让位于灰白,这一区域出现了类似海岸线的粉状白色矿物纹理。当火星车用激光击碎那些粉末,它成为了石膏,由水体形成的矿物质。到三月初,这些结果就没有疑问了:好奇号发现了湖床。

黄刀湾是根据加拿大北极圈的一个地方命名的,格勒青格年轻时候在那里工作过。那里有40亿年前的岩层。火星的岩层还要比它年轻5亿年——与地球上最古老的化石年岁相当。格勒青格相信黄刀湾曾经充满淡水,由从陨坑边缘向低处延展的网状溪流滋养。湖床由细密纹理的石板岩形成,富含粘土。火星车从湖床钻探的样本在随车实验室中加热后显示了碳、氢、氮、氧、硫的痕迹——生命的构件模块。正如预想,有些微生物消耗硫酸盐和硫化物作为能量来源。格勒青格把这些矿物质比作电池:带正电荷和负电荷的化合物遇到一起就能擦出生命起源的火花。

好奇号并未装备去寻找化石或是微生物——若是为这个目的,它需要高性能的显微镜或是有能力把样品送回地球。但黄刀湾似乎是第二好的:在地球之外第一个真正可居的地方。那里的岩石并不过度含盐或是氧化生锈,它有中性的PH值——即非酸性,又非碱性。那里的流水甘甜可口。“如果我们受困于沙漠,会很高兴来一杯,”格勒青格说。火星车会在余下的整个春季在那里钻探抽样,搜寻有机化合物,然后前往更高的地方。有整个山峰等待它去探索。

曾经有两个星球,早已习惯生死。一个星球上有七十亿人口;另一个则空寂无人。它们有些地方很难区分。“这就是终点,”在死谷的那日,当我们爬到野外营地上面的山脊时格勒青格对我说,“这是山峰的将死之处。”在我们下方,波光粼粼的湖床中一片沉寂:没有飞鸟,没有昆虫,没有一片草叶。我想知道是什么从这里通向多样的生物圈,也通向火星那样空茫的岩地?这个答案,格勒青格认为就在火星车的视野中。盖尔环形山中的好奇号让他想起19世纪伟大的地质学家和探险家约翰·卫斯理·鲍威尔第一次俯瞰大峡谷。“岩层就是标志,”格勒青格说,“我们看见的火星上的一切都是载波信号,数据就隐藏在里面。”

黄刀湾以东六英里初耸立着夏普山——就像一本火星地质密码本。格勒青格从卫星图上知道靠近山脚有一层透明的赤铁矿,在它上面约160英尺的地方有一层粘土,在粘土层上还有一层硫化物。这三层都与水有关,都可能含有有机残余物。但这座山最有趣的特征在更高处大约2300英尺的地方。那里远古火星的混合沉积物让位于稳定的褐色岩石之上的地层,有两英里高。在这道线下面曾有液态水;之上除了尘沙别无一物。

“我们大概要花两年才能移动到那儿,“格勒青格说。”我希望到那天跨越分界线,到大干燥将要发生的那边去,我们将发现地球化学的证据来证实它——无论水汽是渗入地下,汇成湖泊还是散入太空。你可以在死谷发现相似的分隔线,他说,在山脊下面很远的地方:由地壳产生的浑浊棕色变质岩让位于满是贝壳的沉积,它们颜色更深,体积也更大更厚。这是6000万年前寒武纪-寒武纪的分界线。它记录了那个时刻:当大气终于积存了足够的氧来支持像我们这样的生物体;当地质学慢节奏的华尔兹让位于生物学的心跳加速——穴居,繁殖,进化,死亡。

当我们徒步再次到达山谷之后,格勒青格从他S.U.V后备箱里拉出一个冰箱,摆出了意大利香肠、奶酪、硬面包卷和成熟的番茄做野餐。死谷现在看起来荒凉,但一阵春雨后,它将充满鲜亮的仙人掌花和黄木榴。当格勒青格与学生来这里扎营时,他有时能听见在篝火之外,长鼻袋鼠或是沙狐轻轻掠过。明净的夜晚,恒星和行星在头顶上的天空闪耀,那是令人屏息的美丽,他说。“当你看够了火星照片,就会真正开始欣赏地球。”



 

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文章标题:《纽约客》克哈德・比尔格:火星探索新纪元
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