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为了演练“毅力”号的任务,科学家们假装成一个火星漫游者

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梅根·巴林顿看着太阳从露出地面的岩石上升起。当光线以正确的角度照射时,她在三脚架上安装了一个看起来像眼科检查设备的小装置,对准现场。她的目标是:收集证据,证明这片狂风肆虐的荒野曾经充满了生命,然后把这些信息传送给她的同事。
 
很快,该装置的一个版本(不包括巴林顿)将被部署在火星上。最先进的、可缩放的、多光谱照相机是美国宇航局“毅力号”漫游者(SN: 7/28/20)工具箱的一部分。康奈尔大学的行星科学家巴灵顿说:“这个仪器可以让我在杰洛陨石坑观察火星的矿物学。”杰洛陨石坑是火星探测器的着陆点。
 
探测器计划于7月30日发射到火星。今年2月,巴林顿和6名同事在内华达沙漠进行了一次角色扮演演习,这是对探测器各种仪器的一次彩排。在这两个星期里,来自世界各地的另外150名团队成员扮演“地球”团队的角色,从远程任务控制中心发出指令,接收来自真正的漫游者的数据。
 
“我们不仅仅是在模拟一次火星任务,”加州帕萨迪纳NASA喷气推进实验室的工程师雷蒙德·弗朗西斯说,他组织并领导了这次火星之旅。他说:“我们正在模拟一项特定的火星任务,将数据呈现给设备的设计人员。所以不让自己看起来像小丑的标准很高。”
 
毅力号是迄今为止所有漫游者中最苛刻、最雄心勃勃的任务清单:寻找过去火星生命的迹象,为未来的人类任务做好准备,并收集至少20个火星岩石样本,以最终返回地球。而这只是在最初的两年。相比之下,“好奇号”漫游者在火星上已经钻了几十个洞超过8年,并且没有储存任何样本供以后使用。
 
在沙漠中的彩排将有助于确保当“毅力”号在2021年2月登陆火星时,沐鸣平台登陆线路它在地球上的操控者可以直接掌握科学知识。
 
弗朗西斯说:“我们不想在火星上学习如何探索火星。”“我们希望(团队成员)在探测器着陆时做好准备。”
 
有水的地方
 
首要任务是找到排练的合适地点。“我们必须选择一个有点像火星的地点,”弗朗西斯说。“停车场可不行。团队希望场地看起来尽可能像火星,没有工厂、脚印或树叶来打破这种错觉。
 
理想的地点应该具有与杰zero陨石坑相似的地质特征,杰zero陨石坑被认为是古代湖床和河流三角洲的遗迹(SN: 11/19/18)。它还必须在喷气推进实验室的几小时车程内,而且不能完全脱离电网——漫游者团队睡在酒店里,在餐馆里吃晚餐,并且有可靠的无线网络每晚向地球团队发送数据。
 
最后的要求是,它必须是地球研究小组以前没见过的地方。如果任务控制小组成员确认了这个地点,他们就可以用他们已经知道的东西来歪曲他们的发现。
 
雷蒙德·弗朗西斯
 
工程师兼队长雷蒙德·弗朗西斯靠近岩石进行测量。
 
弗朗西斯说:“大多数流行的火星类似物已经为火星社区所熟知。”“所以我们得有点偷偷摸摸。”
 
此前的演习分别于2017年11月和2019年2月在加利福尼亚州的莫哈韦沙漠进行。2020年,“漫游者”团队将前往内华达州西部的沃克湖。这个湖的水已经消退了一千年,所以在古海岸线附近的一些地方,现在的湖是看不见的。
 
沃克湖的岩石保存了丰富的生物信号供地面小组发现:鱼骨头化石和被称为ostracods的微小虾状甲壳类动物的外壳,沐鸣平台登陆线路这些可能不会出现在火星上;还有一种被称为叠层石的微生物化石,很有可能在杰zero陨石坑找到(SN: 10/17/18)。
 
工具包
 
弗朗西斯和他的团队带来了几乎所有漫游者仪器的手持版本,以收集地球团队要求的任何数据。他们有一个钻子,手持光谱仪,激光,一个穿地雷达,他们在一个慢跑的婴儿车,加上几个复杂的相机设置,代表探测车的导航,危险避免和可放大的3-D科学相机。
 
也许最重要的装备是用来扫除脚印的扫帚。这成了一个流传已久的笑话,弗朗西斯说:“我们拥有所有这些设备,一项数十亿美元的任务,而这一切都取决于这把99美分的扫帚。”
 
几乎一切都进行得很顺利。但在执行任务的几天后,巴林顿的可缩放相机出现了“一个重大故障”,她说。她把她的照片裱起来,然后…什么也没有发生。
她意识到,相机没电了。她说:“我把它拆开,重新接上了很多线路,但都没用。”
 
她和队友们终于意识到其中一个电源适配器完全坏了。她不得不开车两个小时到最近的城市去买一辆新车。
 
当然,在火星上开车进城买新零件是不可能的。真正的相机名为Mastcam-Z,经过了数周的严格测试和校准,可能已经完成了这项任务。但是“我们在执行任务时都知道有时会发生不可逆转的错误,”巴林顿承认。“在这一点上,我们所能做的就是最大限度地利用这些仪器,使它们能够发挥作用。”
 
生命的迹象,大大小小的
 
有一个重要的证据表明这个团队确实在地球上。弗朗西斯说:“这是一个非常偏远的沙漠,这很好。”但火星车的地点距离美国国防部的军需设施只有几步之遥,后者是世界上最大的军需设施之一。
 
巴林顿说:“这真是一件值得一看的事情。”“他们把几百个掩体排成一列,看不见……这一切都发生在离我们很远的一个弯曲的金属栅栏上。”
 
军警不止一次地来检查该队的证件。“我不得不走近他们,说,你好,拿枪的人,我需要你们现在停止行走,”弗朗西斯说。“我们正在运行一个火星漫游者模拟,我们不希望你把你的脚印放在这片沙滩上。”
 
尽管弗朗西斯和同事们尽了最大的努力,掩体还是出现在了几张照片中。地面团队勇敢地忽略了他们,除了几个关于SpaceX创始人埃隆·马斯克在火星建造城市的笑话。
 
在为期两周的演习结束时,审查数据的远程科学小组注意到了介形虫和鱼骨,沐鸣平台登陆线路并开始探索叠层石。“他们在寻找生物标记方面做得很好,”弗朗西斯说,现在他希望“如果火星上隐藏着叠层石,也许我们会看到它们。”
 
回家隔离
 
这次实地考察于2月27日结束,正值美国对新型冠状病毒SARS-CoV-2的关注度上升之时。截止到3月15日,JPL要求员工在家工作。“我们只在一起呆了几天,就开始远程工作了,”弗朗西斯说。
 
这种流行病已经导致欧洲和俄罗斯的ExoMars探测器的发射推迟,该探测器本应在7月发射(SN: 3/12/20)。如果“毅力号”错过了7月底到8月初的发射窗口,它要到2022年才能登陆火星。
 
如果到二月探测器着陆时,大流行仍然是一个问题,弗朗西斯不知道团队将会做什么。“但是,”他说,“好消息是,这项任务是为远程操作设计的。”