外媒：馬斯克想帶你去火星 可他得首先找到登陸點(diǎn)

【騰訊科技編者按】 《大西洋月刊》日前撰文指出，在未來3年時(shí)間內(nèi)，美國宇航局（以下簡稱“NASA”）將再次向火星發(fā)送探測器，其主要任務(wù)是在火星表面上尋找古代的生命痕跡。與此同時(shí)，如果伊隆-馬斯克（ElonMusk）的計(jì)劃能夠按部就班的實(shí)現(xiàn)，SpaceX也會(huì)向火星發(fā)送首艘商業(yè)太空船。然后在大約10年后，人類就有可能實(shí)現(xiàn)登陸火星的夢(mèng)想，同時(shí)掀開人類歷史的新篇章。

不過許多人沒有意識(shí)到的一個(gè)問題是，當(dāng)我們?cè)跍?zhǔn)備登陸環(huán)境苛刻火星的時(shí)候，人類究竟要選擇從哪里登陸？

理想登陸點(diǎn)并不好找

我們相信科學(xué)家和工程師們或許需要花費(fèi)數(shù)年時(shí)間，利用圖片和其他數(shù)據(jù)源才能為火星飛船確定最佳的登陸點(diǎn)，而他們也完全有理由這么做。因?yàn)楫?dāng)你向數(shù)十億公里外的行星發(fā)射非常昂貴的大塊金屬設(shè)備時(shí)，你只有一次機(jī)會(huì)確保它會(huì)安全著陸。而且到目前為止，全球只有美國一個(gè)國家成功向火星發(fā)送，并成功降落了探測器。由于風(fēng)險(xiǎn)太高，選擇潛在的火星登陸場必須十分謹(jǐn)慎，即便是最微小的細(xì)節(jié)也需要反復(fù)推敲。

同時(shí)，這也是位于加州美國宇航局下屬噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（NASA’s Jet Propulsion Laboratory）科學(xué)家馬特-戈隆貝克（MattGolombek）的觀點(diǎn)。他一直稱自己為“負(fù)責(zé)登陸場的那個(gè)家伙”（the landing site guy），并在過去20多年間始終幫助識(shí)別、評(píng)估以及選擇火星登陸場。

早在1997年，戈隆貝克就參加了Pathfinder火星探路者任務(wù)，并向火星成功發(fā)射了首個(gè)探測器“索杰納號(hào)”（Sojourner)火星車。此外，戈隆貝克還幫助繪制了數(shù)十張火星地圖，精確指出了諸如火星巖石、斜坡、礦物成分以及其他地址特質(zhì)的所在區(qū)域。

目前，戈隆貝克負(fù)責(zé)為NASA 2020年發(fā)射的探測器尋找登陸場的“Mars 2020”任務(wù)。NASA計(jì)劃為這個(gè)探測器配備多種工具，其中包括在火星表面鉆探、收集巖石、土壤樣本的設(shè)備，并等待其他探測器未來將這些樣本送回地球。同時(shí)，戈隆貝克還在幫助SpaceX工程師為“紅龍?zhí)柼沾?RedDragon spacecraft)飛船選擇登陸場，該飛船計(jì)劃于2020年展開載人發(fā)射任務(wù)。

“只有你最后選擇的登陸場質(zhì)量才能判斷你的專業(yè)水平是否足夠優(yōu)秀?！备曷∝惪嗽谝淮尾稍L時(shí)說道。

隨著成像技術(shù)的改進(jìn)，NASA在發(fā)現(xiàn)和躲避巖石方面已經(jīng)做得越來越好。舉例來說，在戈隆貝克多年前為“索杰納號(hào)”評(píng)估登陸場時(shí)，他曾利用維京任務(wù)探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。維京探測器是20世紀(jì)70年代中期首批到達(dá)火星軌道的軌道器和登陸器之一，但其能夠看到的最小物體也有足球場大小，而2006年開始圍繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)的“火星勘測軌道飛行器”（MarsReconnaissance Orbiter）則可以發(fā)現(xiàn)直徑1.5米的巖石陰影。

應(yīng)該說，人們對(duì)于火星進(jìn)行的長達(dá)20年的研究和技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)大大提高了登陸場的選擇精度。同Pathfinder火星探路者任務(wù)相比，如今人類可以判斷的登陸場精度已經(jīng)縮小了整整500倍。

要求苛刻

戈隆貝克表示，無論是過去還是未來的太空任務(wù)登陸場的選擇都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是它們需要是一個(gè)平滑、平整、平坦的地方，因?yàn)閹r石地形可能損壞飛船，而斜坡則可能導(dǎo)致飛船側(cè)翻。

靠近赤道附近的地方屬于優(yōu)先登陸區(qū)，這主要是因?yàn)榕c火星其他地區(qū)相比，火星赤道地區(qū)的地表溫度相對(duì)適中，而在晝夜溫差極大的環(huán)境中保持硬件安全依舊是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。而且，以太陽能為動(dòng)力的飛船同樣需要赤道地區(qū)強(qiáng)烈的日照來提供能量。所以，赤道地區(qū)或許是最適合人類的火星登陸點(diǎn)，尤其是對(duì)于那些計(jì)劃返回地球的人類來說(火星在赤道地區(qū)自轉(zhuǎn)最快，而這會(huì)促使火箭沿同一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得更快加速度，NASA之所以選擇佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角發(fā)射火箭也是出于相同考慮)。

此外，位于低海拔的登陸場比較理想，因?yàn)榈秃０蔚貐^(qū)的大氣層在火星上相對(duì)較厚，飛船可以利用大氣層減緩降落速度。戈隆貝克表示，這種合適的低海拔登陸場在火星上非常難找，單單這一因素就可以將80%以上的潛在登陸場排除出局。

更何況，以上這些還僅僅是選擇火星理想登陸場的基本要求，其他的要求則取決于每個(gè)任務(wù)的具體目標(biāo)。比如，“火星極地著陸器”（The Mars Polar Lander）用于專門研究火星南極是否存在地下水，但它于1999年登陸火星宣告失敗；“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”探測器主要負(fù)責(zé)探測火星地形和地質(zhì)環(huán)境，因此它們選擇在火星赤道附近著陸以盡大限度的吸收太陽能；鳳凰號(hào)探測器在2008年發(fā)射后持續(xù)運(yùn)行了數(shù)月時(shí)間，它的主要任務(wù)是尋找火星上的水源，因此它選擇在火星北極著陸。

“Mars 2020”探測器的任務(wù)之一是尋找可能存在生命跡象的地方，因此將前往科學(xué)家們懷疑存在熱泉、河流以及湖泊的地方。自2014年來，NASA已經(jīng)匯集數(shù)百名科學(xué)家召開了3次研討會(huì)，幫助將潛在登陸場目標(biāo)縮小至數(shù)十個(gè)。在這些研討會(huì)上，參與者們用了3天時(shí)間演示自己選擇的登陸場，然后讓所有人進(jìn)行投票。

最近的一次研討會(huì)在今年2月舉行，成功將潛在登陸場數(shù)量減少至3個(gè)。不過，專家們的投票結(jié)果并不一致。未來，科學(xué)家們還將花費(fèi)1年半時(shí)間評(píng)估這剩余3個(gè)潛在登陸場，然后在NASA總部進(jìn)行演示，并作出最后抉擇。

可以肯定的是，在未來執(zhí)行載人火星任務(wù)時(shí)也同樣存在登陸場的選擇問題。到時(shí)候科學(xué)家們可能選擇在赤道附近登陸，因?yàn)槟抢餃囟认鄬?duì)更高，且更容易離開火星回家。但同時(shí)，他們也需要盡可能的接近冰資源豐富的區(qū)域，而冰資源通常存在位于兩極的地方。

幸運(yùn)的是，未來負(fù)責(zé)確定潛在火星登陸場的科學(xué)家和工程師們將擁有遠(yuǎn)超過戈隆貝克能夠使用的數(shù)據(jù)和技術(shù)。但有一個(gè)條件恐怕不會(huì)迎來改變，那就是無論登陸場選擇在哪里，都必須足夠平滑、平整、平坦。（綜合/瑞杰）