7年，能够走多远的路？
迁徙中的北极燕鸥（图片源自@PMATAS，有裁剪）
日子在极区域域的北极燕鸥
每年都要从北极的繁衍区
飞往南极洲邻近的海洋
然后再飞回来产卵
每年飞翔旅程逾越40000公里
7年逾越30万公里
北极燕鸥的迁徙道路（图片源自@Andreas Trepte）
今日咱们的主人公
人类前史上最贵重的“交通工具”
花了7年时刻
却只“走”了21公里
均匀每年3公里
一天不到10米
而一只蜗牛每小时就能够移动8.5米
这辆比蜗牛还要慢的车
便是“猎奇号”火星勘探车
而这看似不起眼的21公里
耗费了人类25亿美元
为什么是火星？
面临头顶的繁星
千百年来
无数人都从前问过同一个问题
在许多国际中
人类是孤单的吗？
这个问题的答案
很或许就在火星上
夜空中的火星（图片源自@Stuart Atkinson）
在太阳系内
火星是与地球最为类似的兄弟
直径约为地球的一半
自转周期则与地球适当
有着与地球类似的四季替换
乃至或许有水
自古红蓝出CP
假如地球外有生命
火星必定是最有或许的当地
假如人类要寻觅新的家乡
也没有比火星更适宜的了
从1897年的《国际之战》算起
人类科幻史上的半壁河山
都在书写这颗赤色星球
《国际之战》里
威尔斯书写大战将至的忧虑
（十七年后，一战迸发）
《火星编年史》里
布拉德伯里书写暗斗时期的徘徊
（该书出书于1950年）
2015年上映的《火星救援》里
则在书写达观、坚韧与勇气
《火星救援》海报（图片源自@Felix Tindall）
在漫天的繁星中
没有一颗像火星相同
寄托了深沉的人类情感
这颗火红的星球
曩昔承载了人类的梦想
将来则要承载人类的野望
自从20世纪60年代
人类真实具有了勘探火星的才干后
就开端了张狂的火星勘探之旅
半个多世纪以来
人们进行了56次火星勘探
逾越了太阳系一切行星
为了前往火星
11个勘探器
23个人造卫星
15个着陆器
6个巡视器
先后折戟沉沙
仍然前赴后继
咱们为什么要去那里？
在那里咱们能发现什么？
猎奇号的7年与21公里
或许能给出一个最好的答案
悠远的回声
在发射前
这辆有史以来最大、最顶级的火星勘探车
需求一个新姓名
NASA决议向全美中小学生搜集
六年级的华裔女生马天琪的“猎奇”
雀屏中选
马天琪（Clara Ma）
马天琪说：
“猎奇心是一种永久的火焰，
在每个人心中焚烧”
带着人类的猎奇
2011年11月
猎奇号从卡纳维拉尔角空军基地飞向太空
火星之旅
并不是“说走就走的游览”
由于地球和火星都是运动的天体，
火星勘探器并非任何时候都能够发射
每隔780天
太阳、地球、火星就会排列成一条直线
称为火星冲
此刻是发射火星勘探器的好机会
洞悉号火星勘探车的飞翔轨迹
为了同亿万公里的勘探车联络
NASA运用的是名为“深空网络”的通讯体系
这套体系由三座设备组成
别离坐落美国、西班牙与澳大利亚
深空通讯网络（Deep Space Network）
加州戈德斯通深空通讯中心
澳大利亚堪培拉太空中心
西班牙马德里深空通讯中心
三座设备以120度的间隔散布
不管地球自转到哪个视点
都能确保24小时持续通讯
每套观测站包括一组巨型天线阵列
其间最大的天线直径可达70米
坐落堪培拉太空中心的70米抛物线天线
凭借这些坐落在地球各个旮旯的巨型天线
咱们得以捕捉到来自悠远星际空间的
弱小信号
正是由于它们
现已在太空中飞翔40年的游览者1号
至今仍然没有 “失联”
游览者号发射40周年留念海报
虽然它从220亿公里之外传来的信号
强度只要电子手表的200亿分之一……
30年前，游览者2号掠过海王星
虽然如此
火星与地球之间仍然无法“实时通讯”
两者之间的均匀间隔为2.25亿公里
光速单程也要十几分钟
巨大的推迟、狭隘的带宽
加上火星的自转
猎奇号有一般时刻都在火星反面
与地球底子无法与地球实时交流
太阳系八大行星
猎奇号和地球之间的通讯和数据传输
依托的是火星上空的人造卫星：
“火星侦办轨迹器”（MRO）与
“2001火星奥德赛”（2001 Mars Odyssey）
火星侦办轨迹器（MRO）
当两个飞翔器掠过猎奇号上空时
两边有八分钟的窗口可用于通讯
这段时刻最多能传输100~250Mbit的数据
这些数据暂存在卫星上
等候与DSN树立联络时
才干发送到地球上
火星，你好
在哪里登陆
是猎奇号需求处理的榜首个问题
火星上，充溢各种杂乱的地貌
有太阳系最大、最长的峡谷
“水手峡谷”（Valles Marineris）
长度逾越3769公里、最深处7公里
“2001火星奥德赛”摄影的水手号峡谷
从太空中看，简直横跨整个火星的西半球
更有太阳系八大行星中的榜首高山
奥林匹斯火山（Olympus Mons）
高于火星基准面21229米
比两个半珠穆朗玛峰还要高
奥林匹斯火山概念图
有广袤的盆地
最深处低于火星基准面8200米
落差到达9公里
希腊盆地（Hellas Planitia）
以及遍及整个火星的碰击坑
维多利亚碰击坑（Victoria Crater）
维多利亚碰击坑全景
在火星的南半球
遍及着凹凸崎岖的山脉与峡谷
以及大大小小的陨石坑
地势则相对比较平整的北半球以及赤道区域
是绝大多数火星勘探器的首选
火星上的蓝色沙丘
在评价了60多个着陆点之后
猎奇号选定了盖尔陨石坑（Gale Crater）
科学家以为
这儿很或许存在过液态水
猎奇号的首要使命
便是寻觅水和生命
轨迹飞翔器摄影的盖尔陨石坑
经过253天的飞翔
猎奇号总算抵达了火星
虽然登陆时刻是清晨1:30
仍然有320万人观看了现场直播
猎奇号着陆概念图
着陆之后
依托身上的导航相机、避险相机、化学相机……
等共17个相机
以及一系列精细仪器
猎奇号再接再励展开了作业
猎奇号配备一览
猎奇号的桅杆摄像机
猎奇号的主摄像头
有着200万像素的解析度
10倍光学变焦
以及256MB内存、8GB闪存
这些参数在今日看起来有些平平无奇
但对人类来说
它是亿万公里外的一双眼睛
况且，猎奇号研制的2004年
榜首代iPhone还没有诞生……
手持透镜成像仪（MAHLI）
化学成分剖析镜头
α粒子X-射线光谱仪
样本剖析仪（SAM）
辐射评价勘探器（RAD）
除了这些先进的设备
猎奇号还携带了一枚一美分硬币
这枚林肯诞辰百年留念币
代表着一个传统
地理学家摄影时
为了确保比例尺的准确
常常会运用硬币来进行校准
这枚留念币现在仍是能够流转的合法钱银
虽然猎奇号具有更杂乱、精细的校准器
NASA仍然决议用这枚硬币
向科学传统表明敬意
依照猎奇号25亿美元的总造价换算
这枚硬币所发挥的价值
高达7000万美元
可谓有史以来最贵重的一分钱
一亿公里外的日日夜夜
火星的自转周期与地球类似
为24小时37分
猎奇号摄影的榜首张地球相片
迄今为止
猎奇号现已在火星上度过了2530个昼夜
见证了2000屡次日出、日落
在火星的上空，太阳只要地球三分之一大
由于火星上的大气淡薄
沙尘许多
散射了日光中的红光
赤色的火星却有着蓝色的日落
猎奇号摄影的火星日落
在2000多个日落里
猎奇号一直孤身一人
虽然火星地表上先后活跃过许多勘探器
但它们历来没有机会相见
火星上运转过的勘探车，从左至右依次为凤凰号、海盗一号、火星探路者、机会号、海盗二号、猎奇号、勇气号
在猎奇号登陆火星一周年时
为了庆祝这个银河系最孤单的生日
科学家们编写了一套小程序
使猎奇号能够经过轰动自己的样本剖析仪（SAM）
来为自己演奏一首《生日歌》
虽然《生日歌》的版权归于华纳音乐
但他们管不到火星
配备了17个摄像头的猎奇号
最大的喜好是自拍
榜首次取样前来一张：
钻孔前来一张：
来到纳米布沙丘（Namib Dune），拍一张：
登山前，在山脚下来一张：
就算沙尘暴来了，也要自拍：
除了自拍之外
猎奇号还拍到了许多风趣的“小玩意儿”
一个漂浮的“勺子”
一堆悠远的“篝火”（左上角）
地平线上的一架“飞机”
一根大腿骨
虽然这些图片令人遥想
不过大多仅仅岩石的反光、
镜头的眩光
或许岩石暗影罢了
仅有一次破例
是猎奇号发现了一块疑似塑料碎片
经科学家判定
这次真的是人造物
由于
是从猎奇号上掉下来的……
当然，猎奇号没有忘掉它来到火星上的“正事”
比方打洞、挖土、烧石头
……
猎奇号的钻头
正在打洞的猎奇号
猎奇号的钻洞
截止现在为止，猎奇号现已在火星上钻了21个孔
把握了许多火星地质的一手信息
猎奇号正在挖土
猎奇号上的化学成分剖析镜头能够发射激光烧蚀并蒸腾岩石
猎奇号发现的赤铁矿
猎奇号发现的鹅卵石，主要成分为硫酸钙、钠和镁
猎奇号发现的陨石，主要成分为镍与铁
一亿公里的远行，收成与困难同在
在登陆之前
科学家为猎奇号设定了四个主要使命
寻觅生命
探明火星气候
勘察火星地质
为载人登陆做准备
猎奇号留下的车辙印
猎奇号七年的作业
可谓效果斐然
首要
猎奇号发现了清晰的依据
火星从前有液态水
猎奇号摄影的流水冲刷地貌
这张图中砾石呈现出的特征
是典型的流水冲刷的痕迹
科学家乃至能够推测出
水流速度约为每秒1米
水深大概在人的脚踝到臀部之间
轨迹飞翔器摄影的疑似“河道”的相片
凭借猎奇号的作业
科学家们能够承认
火星的“河道”里的确有过水
经过猎奇号几年的“查询造访”
科学家现已根本承认
猎奇号的着陆地
曾是一个环境温文的湖泊
鱼鳞状地势，或许是水蚀效果的成果
沉积岩，典型的水成地貌
在黄刀湾的古河槽邻近
猎奇号从沉积岩中判定出
硫，氮，氢，氧，磷和碳等
支撑生命存在的重要元素
黄刀湾（Yellowknife Bay）
更激动人心的是
猎奇号在火星上发现了有机物
最值得注意的是甲烷
猎奇号不只检测到
火星大气中有微量的甲烷
还发现了甲烷含量的季节性改变
这表明
火星上很或许有安稳的甲烷源
而在地球上
绝大多数的甲烷是由生物发作的
火星地表甲烷的周期改变
除此之外
猎奇号还发现了噻吩类含硫化合物
芳香族化合物
脂肪族化合物
……
这些都是保持微生物生计必备的有机物
由于火星大气的总质量只要地球的0.5%
所以火星的地表辐射远高于地球
假如这一数值高到必定程度
就意味着载人登陆方案暂时无法完成
勘探火星上的辐射水平
也是猎奇号的重要作业
经过猎奇号的辐射评价勘探设备（RAD）
科学家测算了火星外表的辐射水平
火星外表的辐射
远低于太空布景中的辐射
哈勃望远镜摄影的火星
现在的技能条件下
一次载人登陆火星使命
需求花费一年往复
还要在火星上逗留一年半左右
等候适宜的回来窗口
依据猎奇号测算的数据
这样一次火星使命
宇航员将遭到的辐射剂量为1.01西弗
而依据欧洲航天局宇航员的的限制
宇航员终身接触到的辐射
不应该逾越1西弗
也便是说火星外表的辐射水平
能够支撑人类登陆使命
宇航员巴兹·奥尔德林在月球上
除此之外
猎奇号的成果还有许多
比方，经过观测火星上的“日食”
科学家们发现
火卫一的轨迹与猜测相差了40公里
这样名贵的数据
是地球观测无法得到的
猎奇号记载的日食
在悠远的赤色星球
猎奇号的日子并不总是年月静好
火星每年都会发作大型的沙尘暴
掩盖规模适当于地球上的一个大洲
每3-4个火星年
区域性的沙尘暴将升格为全球性的沙尘暴
火星上的尘卷风
上一年6月
轨迹飞翔器首先发现了沙尘暴的痕迹
不久之后
科学家确定这是一场前史级的沙尘暴
轨迹飞翔器摄影的图片显现
风沙简直掩盖了整个火星
在猎奇号的自拍里
飞扬的沙尘现已含糊了地平线上的前景
地上能见度再三下降
简直伸手不见五指
正是在这场大型风暴里
“猎奇号”的同伴
现已在火星上作业了14年的机会号
完全失联
依托着身上的太阳能板阵列每天供给的140瓦电力
机会号现已在火星上行走了45公里
逾越一个马拉松的间隔
但是漫天的沙尘不只遮盖了阳光
也掩盖了机会号的电池板
轨迹侦办器仍然能够看到机会号，但咱们现已无法与它联络
虽然敞开了“省电形式”
机会号仍然没有撑过这次检测
还记得猎奇号上的一美分硬币吗？
连它也被厚厚的沙尘掩盖了
好在，猎奇号是一台核动力勘探器
并不忧虑动力问题
猎奇号携带了4.8公斤二氧化钚（钚-238）核燃料
能够安稳地供给100W的动力
航拍火星沙尘暴
在漫天的风沙里
猎奇号不只没有度假
反而逆风而行
愈加努力地搜集数据
涟漪状的火星沙丘
它担负着一项重要的职责
便是帮科学家处理这个谜题：
为什么火星上会呈现周期性的大型沙尘暴？
假如人类要久居火星
就不或许逃避这个问题
对猎奇号来说
真实的检测不是细微的沙尘
而是尖锐的砾石
早在2014年
猎奇号的铝合金轮胎就现已伤痕累累
乃至呈现了“爆胎”现象
由于猎奇号独安闲亿万公里之外作业
没有人能够协助他进行修理
科学家和工程师们能做的
便是尽量削减磨损的速度
猎奇号的车辙印
经过软件晋级晋级、调整跋涉形式
猎奇号今日仍然能杰出地作业
除了双脚
猎奇号的双手——钻头也从前出过事端
2016年12月
猎奇号在履行钻孔使命时
发现脚下的土地或许是从前是一片湖泊
正准备大干一场时
钻机忽然停工
钻探是猎奇号在火星上最根本的作业
不能打洞的猎奇号
适当于自废一半武功
一年多今后
NASA的工程师总算找到了处理方案
他们开发了一套杂乱的程序
操控机械臂的压力和移动
猎奇号的钻机成功“复生”
恢复作业的猎奇号
就连猎奇号的“大脑”
也出过不大不小的事端
在挺曩昔年的沙尘暴之后
猎奇号的主计算机却呈现了毛病
无法存储要害的科学数据和工程数据
好在猎奇号还有一台备用计算机
经过长途切换
猎奇号由“副驾驶”接收
仍然能够正常履行作业
旅程仍在持续
成功度过种种困难的猎奇号
就像一个打不死的小强
NASA也决心满满地宣告
无限期延伸猎奇号执役期限
依据NASA发布的数据
猎奇号迄今为止现已作业了2510个火星日
跋涉了21.09公里
摄影了逾越60万张相片
从平原到山峰
从沙丘到岩石
坐落盖尔陨石坑的纳米布（Namib）沙丘
猎奇号走过的旅程
猎奇号七年来的跋涉线路
轨迹飞翔器摄影到的猎奇号（图中银色小点）
虽然猎奇号在一天里
只能跋涉不到100公尺（91米）
整整七年里
活动规模还没有朝阳区大
但不积跬步
无以致千里
猎奇号和他的长辈们的每一小步
都是人类太空勘探史的一大步
这些星际探究的前驱们不需求被留念
由于咱们迟早会再次相见
2017年
SpaceX创始人马斯克宣告
方案制作大型航天器前往火星
本年四月
NASA宣告
方案在2033年将宇航员送上火星
……
（除特别注明外，本文图片均来自@NASA）
