NASA在情人节当天宣布与“机遇号”分手

我们再找你“火星救援”时

“机遇号”拍摄的一块岩石上有网状裂缝，从外观上看类似地球上的水干涸后的裂泥。

2019年2月14日，在长达8个月的失联后，火星探测车“机遇号”正式被美国国家航空航天局（NASA）宣布结束任务。这台原定任务周期90天，实际工作长达15年的火星车终于结束了它的使命。

消息发布后，大量天文爱好者在网上表达对“机遇号”的缅怀。自2004年登陆火星以来，“机遇号”和它的孪生兄弟“勇气号”火星车取得了众多重大发现，其中最为人熟知的便是在火星上发现了液态水存在的痕迹。

●南方日报驻京记者 泠汐 策划统筹 郑幼智 李江萍　本版照片均为资料图片

前赴后继的漫游者

巡视器，又名漫游车（Rover），指发射到火星、月球等天体上，具备自主运行和移动功能的太空探测器。在月球和火星上运行的巡视器，常常被称作“月球车”和“火星车”。区别于环绕天体运行的轨道器和在天体地面固定运行的着陆器，这种探测器最大的优势在于可移动，因此能在多个地点完成探测任务。

2004年1月，两辆一模一样的巡视器——“勇气号”和“机遇号”火星车分别成功着陆火星，开始了探险之旅。火星车由车身安装的太阳能板供电，原定观测周期为92天，实际上两辆火星车都大大超额完成任务。其中，“机遇号”正常工作了15年，累计行驶45.16公里，成为有史以来工作时间最长、行驶距离最远的巡视器。

1970年11月17日，苏联发射了世界上第一辆无人驾驶、自主运行的月球车“月球1号”?！霸虑?号”利用自身携带的遥测系统、摄像系统，考察了月球雨海地区约8万平方米的月面，将众多宝贵的实验数据传回地球。

不愿止步于月球探测的科学工作者们，将目光投向其它更远的天体。上世纪70年代起，各国天文机构陆续向月球、金星、火星等天体发射了数十台着陆器和巡视器。在火星，由于技术不成熟等原因，早期的探测器大多失败坠毁了。1997年7月4日，美国国家航空航天局发射的火星探路者号成功着陆，它所携带的“旅居者号”是人类成功送往火星的第一部火星车。

我国巡视器研制和生产时间较晚，2013年12月15日成功驶抵月球表面、预期服役3个月的“玉兔1号”，实际服役时间长达972天。2019年1月3日驶抵月球表面的“玉兔2号”如今刚刚进入月夜休眠模式，此前已在月球正常行驶约120米。

坎坷的科研之旅

由于巡视器自身携带精密仪器，在远离人类家园的天体上长期自主运行，巡视器从发射入太空到执行任务都面临重重考验。为了保证巡视器不受损坏，将重达180千克、存在多处脆弱结构的天文仪器安全着陆火星表面，就成了最重要也是最困难的任务之一。近年来，随着科学工作者的经验积累和技术不断进步，巡视器的着陆演化出多种方式，大大提高了巡视器着陆的成功率。

荷兰代尔夫特理工大学航天学博士毛新愿介绍，目前探测器着陆天体表面的方案总体上分为三类。三类方案的相同之处是，在探测器进入大气层后到距离天体表面一定距离前，都首先使用隔热罩和降落伞组合减速，并开启测距雷达等待精确着陆的时机。

离地面距离适当后，第一类方案直接使用着陆器携带的反冲火箭反推减速，这要求探测器自身携带较大的燃料罐和火箭系统。该方案最安全，可让质量很大的探测器成功着陆，但由于重量很大的火箭系统在登陆后就失去价值，且该系统装在探测器底部无法脱离，这种方案不适合强调移动性能的巡视器。

第二类方案是将探测器分成两部分，一部分携带反冲火箭和燃料罐，另一部分是包裹在巨大气囊中的巡视器?；鸺赐萍跛俸?，连接两部分的绳索使巡视器和反推火箭系统分离，气囊部分迅速充气，绳索断裂后气囊落下，在地面多次弹跳后稳定下来再驶出巡视器。该方案的缺陷在于，由于气囊的缓冲能力有限，巡视器的科研设备和重量都受到了限制。

第三类方案将巡视器用绳索悬挂于一台装有强力火箭的“空中吊车”上，待巡视器接触地表后，绳索瞬间切断，“空中吊车”迅速驶离并在附近坠毁。该方案是所有方案中技术难度最高的，但依然存在质量上限，搭载900千克的“好奇号”已是该种方案目前的极限。

此次正式“退役”的“机遇号”使用的是第二类方案，而我国的“玉兔1号”和“玉兔2号”使用的都是第一类方案，具体操作方式是首先用反冲火箭将“嫦娥三号”“嫦娥四号”着陆器安全着陆，之后着陆器挂载的巡视器再驶向月球表面。

技术带来的无限可能

“机遇号”着陆火星，和“月兔1号”“月兔2号”登陆月球，这其中需要哪些技术支持？毛新愿介绍，火星和月球的环境特征各有不同，需要攻克的技术难点也不相同。

巡视器在火星登陆，需要攻克的主要技术难点之一是距离。在火星登陆探测器，需要寻找一个登陆“窗口期”，这是由于火星离地球过于遥远，一次从地球到火星的星际旅行需要长达200天以上。为了最大化地节省资源，需要等到火星在轨道上运行至接近地球的时机再发射火箭，而这个机会每26个月才有一次。

此外，由于火星离地球过远，地球和火星之间的通信面临数分钟到20余分钟的延迟，这导致要着陆在火星的探测器必须自主完成整个着陆流程，无法获得人工实时操纵。在7分钟左右的时间里，一台探测器需要自主完成上千个操作，其难度可想而知。

对比火星登陆，由于地月距离很近，在月球的探测器可随时从地球发射，环绕在月球轨道择机登陆。但月球登陆的难点主要在于“潮汐锁定”?！俺毕ā敝缸魑佬堑脑虑蛞κ艿厍蛴跋?，导致其自转一次大约需要一个月时间，且月球永远只以一面面向地球。

2月13日，月球背面的“玉兔2号”再次进入月夜休眠期。由于巡视器大多以太阳能板供电，长达14天的月夜时间里，巡视器只能选择休眠，如何保证休眠后能够再次运行，是巡视器登陆月球后面临的一大难点。此外，在月背登陆的“玉兔2号”，由于永远背向地球，无法同地球直接建立通信，必须通过地月中继卫星“鹊桥号”“传话”，成为此次“玉兔2号”在月背工作的另一难点。

毛新愿介绍，巡视器经过数十年的发展，各项技术都有了全方位的提升。以火星为例，上世纪70年代苏联在火星南部着陆的数台探测器全部失败了，其中不仅有技术落后的原因，火星南部地形复杂也是探测器着陆须要克服的困难。如今，“玉兔2号”能够在同样复杂的月背南极—艾特肯盆地实现登陆，正反映了技术的不断进步给人类带来无限可能性。

漫漫“回家”路

“机遇号”退役吸引大量关注，拟人化有不小的功劳。巡视器因自成一体、可自主行动，近年来被人冠以姓名拟人化，吸引了除科学工作者、天文爱好者之外更多人的注意。我国研发的“玉兔1号”“玉兔2号”在执行任务期间，都以拟人化形式在社交平台发布信息，获得不少人的青睐。

2月12日，科学记者雅各布·马戈利斯将“机遇号”失联前发布的最后一组信息，用拟人化的方式转写为“我快没电了，这里也越来越暗了”，被网友们大量转发?！拔颐腔鼓芊裨偌健龊拧俊薄八创龊拧丶?？”网友们纷纷留言。

全程参与设计建造“机遇号”和“勇气号”的科学家史蒂文·斯奎尔斯在接受采访时曾坦言，设计“机遇号”时就把火星当成它最终的归宿，“火星就是它的家，是我想让他驻留的地方?！?/p>

一些感性的网友则设想在未来火星移民后，能够根据巡视器最终被记录的定位找到它们，带回地球在博物馆珍藏。然而，目前的技术水平并不允许人类将火星上的任何物质带离火星大气层，更遑论重百余千克的巡视器了。

不过，将巡视器获取的太空物质带回地球并非天马行空，还有相当的科学价值。2018年9月23日，日本在小行星“龙宫”上投放的2辆巡视器展开探查，巡视器的任务之一就是辅助主探测器完成采集、保存岩石样本，并计划于2020年返回地球。而美国亦宣布了将火星表面样本带回地球的计划。

毛新愿介绍，相比于探测器上的科学仪器，地球的研究机构能够分析到更多资料，因此采集样本回归地球，将成为未来巡视器需要担当的一项重要使命。也许随着技术的不断进步，人类最终也能将这些太空“英雄”带回故乡。