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和它的前辈“勇气号”和“机遇号”相比,“好奇号”大很多,它几乎有一辆越野车的身形,质量是前两部火星车的五倍。这辆车没有离合器,也没有油门,在NASA旗下的喷射推进实验室工作的弗兰克·哈特曼和他的同事们负责开这辆车,他们在操控的方向盘,也就是电脑键盘上,敲入几千条命令,远程操控这辆火星车。

美国当地时间8月5日,在太空照片飞行了8个月的火星探测器“好奇号”(Curiosity)成功降落在火星地表。图为火星科学实验室的科学家们一起欢呼 (1/10)

 

夜里11 点半,弗兰克·哈特曼(Frank Hartman)的一天开始了。他冲了一杯咖啡,打开电脑,戴上 3D 眼镜,一头扎进“好奇号”发回的火星图像里。眼前是一片荒凉的黑白沙丘和天空,阴影里碎砂石仍然看得清晰。“好奇号”巨大的影子遮蔽了一部分画面。他在想,今天该往哪走,前面那个凹坑看起来挺有意思,要不要过去看看?

弗兰克是美国国家航空航天局(NASA)喷射推进实验室(JPL)“好奇号”驾驶团队的一员,他的工作是驾驶一辆造价 26 亿美元的火星车在火星上自如地行走,完成各种科考任务。

喷射推进实验室位于加州的帕萨迪那,是 NASA 的一个下属机构,负责为 NASA 开发和管理无人太空探测任务。

今年 8 月 5 日,NASA 将一个世界上最先进的实验室送上了火星。它的外形是一辆车,被称为“好奇号”。和它的前辈“勇气号”和“机遇号”相比,“好奇号”大很多,它几乎有一辆越野车的身形,质量是前两部火星车的五倍。人们对它寄予厚望,希望它能够找到火星曾经支持生命存在的证据,为人类登陆收集信息。

说驾驶并不确切,这辆车没有离合器,也没有油门,弗兰克·哈特曼和他的同事在操控的方向盘,也就是电脑键盘上,敲入几千条命令,远程操控这辆火星车。命令发出,要 15 分钟后才能到达火星,理论上,在半小时之内,他们才能看到命令被执行的结果。通常,他们都会写好一天的命令,像邮件一样发出,“好奇号”早晨苏醒时就能看到提示。弗兰克·哈特曼和同事们都生活在火星时间中,火星的一天被他们称为“Sol”,每一 Sol 有 24 小时 39 分 35 秒。

 

又一次红色冒险之旅

“处处是灰的,处处还有亮,一种银灰的宇宙……小山上是灰里带着些淡红,好像野鸽脖子上的彩闪。”这是老舍想象中的火星。32 岁的他在《猫城记》里坐上了飞往火星的飞机,飞机坠毁,他是唯一的幸存者,却意外游历了火星上猫人们统治的黑暗王国。

现实中的火星和他描述的类似:一颗灰扑扑的红色星球。在太阳系里,火星和地球相邻,和地球类似,火星上有大气,有水(已经发现了水冰、湖盆和河道的遗迹),一天只比地球日略长些,因为地表富含氧化铁而呈现出红色。

人类已经送了 30 多个探测器上火星,有些只到达大气层,其中有 7 个探测器在火星上着陆,包括“旅居者号”、“勇气号”、“机遇号”、“凤凰号”等。“好奇号”是迄今为止成功着陆的体积最大的火星车。它由核电池驱动,能发射能量相当于 100 万个电灯的激光束,击中 7 米以外的岩石或土壤,探索这颗红色星球能否支持生命存在。它还将借助其他设备寻找生物信号,进行地质、大气、土壤的探测。它携带了 17 个相机安装在火星车的不同位置,每天向地球发送大量的图像资料。

第一个看到这些图像的就是哈特曼们。他们必须根据火星时间调整自己的作息,火星的每一天比地球长 40 分钟。适应火星时间,也是任务的一部分,至少在前三个月,他们得按火星时刻表工作。“我每天上班的时间都不一样。每天我都比前一天上班晚大约 40 分钟。比如说,这一周我是早晨上班,下一周就是下午,再下周就是深夜了。在地球上要假装活在另外一个星球,这很特别。”哈特曼对《外滩画报》记者说。

每一天,他们在火星入夜的时候开始工作,戴上 3D 眼镜观看车载影像记录下的昨天的一切,评估当前的环境,决定“好奇号”接下来的任务,火星的白昼开始时,他们发出当天的指令,就可以回家了。

他对这一切并不陌生。2004 年 1 月 25 日“机遇号”登陆火星表面后,他一直驾驶“机遇号”,直到两个月以前,间或也驾驶“勇气号”。在那之前,他是一个程序员和动画设计师,他曾为一部名为《L5:第一座太空城市》的 IMAX 3D 影片做动画。

更早以前,他从费城一所艺术大学的雕塑系毕业,利用光电马达来制作现代主义的运动雕塑。他也懂怎么制作电脑动画,在 1990 年代初,懂得做动画做视频的人并不多。于是他搬去洛杉矶,为一家视频制作公司工作。碰巧他的一位同事认识喷射推进实验室(JPL)里的人,他们正需要人做一个飞行模拟器,模拟 3D 登陆的画面,他就加盟了 JPL。JPL 让他在就职期间念完了斯坦福大学的宇航专业硕士。

“说出来你可能不信,我的雕塑学专业背景能帮助我更好地驾驶火星车,”哈特曼笑说,“我有种能力,我能迅速地在脑海里想象出一个物体的三维形状。这样在看到一些照片和数据的时候,我能很快理解‘好奇号’所处的周边环境,能更安全地驾车。”

对于哈特曼来说,这是完美的工作。他喜欢驾驶,热爱极限运动和探索。他很享受那些不确定的时刻,比如在面对一片陌生的大地,决定往哪走时。说“不确定”也不贴切,火星车所有的行进路线都是驾驶员制定好的。他们会戴着3D眼镜观察火星地图,用电脑动画模拟一条行进路线。他们如履薄冰,实验室外,抱怨 NASA 花钱太多的声音不少,奥巴马政府正准备大幅削减 NASA 火星项目的预算。

哈特曼的同事、39 岁的女驾驶员万迪·汤普金斯在接受《纽约时报》采访时说:“根据你的指令,漫游车可能会完成一次成功的行驶,或者,你可能已经把国家资产从悬崖上扔下去了。”

他们中资格最老的是库伯(Cooper),今年 52 岁,1997 年,他驾驶第一辆成功登陆的火星车“旅居者号”。他很能体会万众瞩目下开车的感觉:数万双眼睛盯着,一旦开砸了,就是浪费纳税人的钱,成为众矢之的。有一次,“旅居者号”在爬上一块叫“楔子(The Wedge)”的陡峭的岩石时,被困住了,他的血压陡然增高。经过两天的紧张工作才摆脱困境。库伯是把哈特曼招进来的人,现在他是火星项目的高级操控员,参与了迄今为止送上火星的每一辆火星车的工作。

 

一个亲密团体

在 NASA,大约有 400 个人在为火星任务工作着,分析数据,分析火星车的摄像头发回的照片。20 个驾驶员组成的团队最受关注。他们各有所长,有些是机械臂专家,有些十分了解钻孔,有些对驾驶模拟软件很熟悉。

驾驶员们要和科学家们一起讨论下一步“好奇号”该去哪,做什么实验。到目前为止,“好奇号”已经成功地离开着陆点行进了 100 多米,对火星的大气进行了测量分析,用激光击碎岩石,对岩石构成物进行分析。在照片里,你能清晰地看见火星车白色的甲板和黑色的轮子,以及印在火星土壤表面的轮胎痕迹。NASA 称,在火星表面缺乏明显地标的情况下,漫游车的视觉测距系统可利用这些标记测量距离。轮胎花纹不是普通的直线,而是对应莫尔斯电码中的点和破折号,每个轮子印有三个字符•–––/•––•/•–••,,翻译成英语就是JPL。

他们并不是每天上班都有事情做。哈特曼说,有时候,呆在办公室也就是看天花板。最近,火星车停止前进,在进行机械臂的热身运动,这条机械臂长达两米,在顶端搭载了一个工具转台,驾驶员们要慢慢适应在火星引力下使用钻头、勺铲、光谱仪以及相机等工具。接下来,好奇号要前往“格雷尔”,距离现在的位置大约有 300 米远,科学家认为,“格雷尔”是最适合研究盖尔陨坑的地点。盖尔环形陨坑内部有一座 5500 米高的夏普山,科学家们相信,这座山的叠层里,隐藏着火星几亿年的历史。

在“好奇号”20 人的驾驶团队里,许多人都是老搭档,哈特曼从 2004 年开始驾驶“机遇”和“勇气”号,迄今已有 8 年驾龄。斯科特·麦克斯韦尔(Scott Maxwell)是哈特曼在“机遇号”和“勇气号”的驾驶伙伴,这一次又一起搭档驾驶“好奇号”。

有时候,他们也会在火星上找点乐子。在驾驶“机遇号”时,他们曾经用车载的摄像头每隔一米就拍一张照片,做了一段火星车爬坡的小电影。麦克斯韦尔做了一款“火星时间”的 App,发布在 iOS 和安卓平台上。你能看到“机遇号”、“勇气号”和“好奇号”分别处于火星时间几点钟——它们也不在一个火星时区里。另一个机器人专家自己做了一款火星手表,定价 50 美元。

他们觉得,每一辆火星车都有自己的个性。有人给“好奇号”起了个名字,叫“好奇的乔治”,那是本有名的儿童读物,乔治是一只小猴子,有各种各样单纯的快乐,但它是孤单的,没有同类,没有亲人。

麦克斯韦尔觉得“勇气号”和“机遇号”是对孪生姐妹,“好奇号”像是个敏感的小男孩。“‘好奇号’是个核驱动的火星车,它能发出激光,很容易搞瞎你。对我来说,她像个成熟的女人。”哈特曼对记者说。

他们那间铺着灰色地毯的办公室并没有太多装饰,一个小食品储藏室里堆着些成包的果脯零食,荧光灯照射下,他们坐在狭窄的隔间里,像普通上班族一样敲打着电脑键盘或开会,平时偶尔有聚餐,有个办公室垒球队常常打比赛。一些感性的时刻是人们铭记在心的,2009 年 3 月 22 日,火星的寒冬即将来临。“勇气号”陷入沙坑,能量衰竭,等待它的是零下 130 摄氏度的寒冬。它最后一次将信息发回地球,随后就陷入了冬眠,或许是永久性的。

“看着曾经驾驶过的火星车慢慢在沙坑里失去活力,那种感觉就像送走一位亲人。”哈特曼说。

麦克斯韦尔写了 1100 多篇日志,记录着“勇气号”和“机遇号”的每一天。最后,他离开了“机遇号”加盟“好奇号”团队时,写道:“我的生活在这几年里发生了剧烈的变化,死亡、离异、新的开始——火星车见证了我的起起伏伏。无论情况多糟糕,我总要工作。越过 1 亿公里的虚无,在另一个世界的表面移动几个物体,那永远是魔法。我不能想象没有她们双胞胎姐妹的日子,我深深地庆幸我不用去面对那一天。”

 

B = 外滩画报

F = 弗兰克·哈特曼(Frank Hartman)

 

B:你们的驾驶者队伍一共有多少人?你和你的同事们是如何工作的?

F:一共有 20 个人在好奇号驾驶员组里,但我们并不是同时工作,而是采取轮班制。每一组需要有一个驾驶专员,一个人控制机械臂,一个钻孔专家,还有处理样本的专家等。基本上一般每一个实验日会有 6 个人负责。

在火星的晚上,我们会计划“好奇号”第二天的路线。在火星白天开始的时候,我们把指令发出去。每一天都是从检查“好奇号”的状态开始的。我的同事们会给它做测试,然后会和科学家们商量,今天要达到什么样的目标。每一个工作日要连续工作 10 小时,有时候是白天的 10 小时,有时候是夜里的 10 小时。完全按照火星的时刻表。

 

B:你是怎么被选进去的?你和你的驾驶员同事们,有什么分工与不同吗?

F:我是我的队友推荐进去的,之前,我在“机遇号”和“勇气号”上担任驾驶员。我们几乎都有自己擅长的专业,有些对车载软件或是飞行软件很有研究,有些懂得如何改进地面控制命令。我们在驾驶、机械臂、钻孔或是样本处理方面都有专业人才。这样做是为了让各种各样的人进入这个团队,以便迎接火星的无限挑战。

我的专长是计算机视觉化,我负责观察电脑上的视觉模拟成像,了解“好奇号”的状态,周围的环境,然后写出命令,决定它下一步的行动,是继续往前走,或是抬起机械臂,或是保持原地不动。我的艺术背景也能让我写出更友好的人机交互界面。

 

B:在火星上驾车,最大的挑战是什么?听说发出一个命令要好几分钟才能看到结果?

F:何止几分钟,无线电波要经过15分钟才能到达火星,然后再等 15 分钟才能回来。我们会事先安排“好奇号”一整天的活动。把这些命令发送给它,在它早上醒来的时候就能开始一天的活动。“好奇号”在一天的活动结束后,会将数据发回给我们。这就好比你要开车去一个地方,事先规定好了路线告诉车子怎么走,然后你闭眼睡了一觉,第二天才能知道到了没有。

 

B:这样的工作,会让你感觉脱离现实吗?

F:有时候有,在我们的办公室,会拉上厚厚的窗帘,为了不受地球白天黑夜的干扰。当你戴上3D眼镜,沉浸在火星资料中的时候,你的身临其境感会很强烈。

 

B:在地面上开车需要考驾照。你驾驶火星车的驾照是怎么拿到的?要通过什么培训吗?

F:我们有一整套的流程。要历经长达两年的学习、训练过程,跟着老司机驾驶,当他的副手。所有的“好奇号”驾驶团队都曾和“机遇号”、“勇气号”一起工作过或曾经参加过“凤凰号”火星任务。

 

B:当一个火星驾驶员是什么感觉?我是说,虽然你们是虚拟“驾驶”着这辆火星车,但你们可是全世界第一批看到“好奇号”发回的图片的人啊。

F:我十分喜欢这份工作!我最喜欢做的就是躺在椅子上,戴着 3D 眼镜观看“好奇号”发回的3D图像。十分震撼!大陆向每个方向延伸,看不到尽头,想到那是我们即将探索的地方我就很兴奋。这是我工作的一部分。

虽身在地球,我也觉得自己是个探索者,尤其是看到以前从未拍到过的火星上的一个坑,一块石头时,这种感觉尤为强烈。我希望在历史里,我们会被记载为“火星探索者”,在火星的登陆者出现以前,不会有人比我们更了解这个星球了。

 

B:在加入“好奇号”项目之前,你也在“勇气号”和“机遇号”工作过,和那两次比起来,这一次有什么不一样吗?

F:每一次任务都不同,都有各自的个性。“好奇号”刚刚登陆不久,它的个性还在发展中。“勇气号”和“机遇号”像两个脾性温和的老朋友。“好奇号”只是一个新熟人。幸运的是,在“机遇号”合作过的许多朋友在“好奇号”又成了新同事。

两个月之前,我还是“机遇号”驾驶员。我对“机遇号”很有感情,从它着陆的那一天我就开始驾驶它了,目睹着它穿过一个名为“天空实验室”的撞击坑。“勇气号”我也驾驶过,但只是客座驾驶员。

 

B:在前两次任务里,有没有遇到过什么紧急状况?这一次怎么样?到现在为止有什么兴奋的时刻吗?

F:前两辆火星车“机遇号”和“勇气号”,都是太阳能驱动的。我们得十分关注它们的电量,保证它们能得到足够的光照生存下来。在火星上,可能会有沙尘暴,遮天蔽日,光照强度会降低,这种时候我们就很担心火星车的太阳能电池板能不能吃饱。

我们也很害怕冬天,那时候光照也不足,随着火星车的老化,灰尘在太阳能面板上堆积得越来越多,光电转化率会降低,我们就得注意,将它停在一个合适的位置上,获得更高的生存机会,直至来年的春天。

我们要越过一些地形复杂的区域,也不容易。有一次,我们为了调查一个陨石坑,开车到陡峭的火山口的边缘。我们都很紧张,稍有不慎就会翻下去。“机遇号”曾经陷在一个叫“炼狱”的大沙坑里。为了把自己拉出来,我们花了好几个星期测试和实验,我在那个项目上做了很多事情,现在想想,那真是段难熬的日子。

“好奇号”刚刚着陆不久,我想到现在为止最惊险的就是着陆那一刻了吧。这个年轻的火星车,前面一定还有很多激动的时刻在等着它。

 

B:在降落的几分钟里,你们在干吗?

F:在帕萨迪纳加州理工学院里,有一个盛大的 party,仅仅对 JPL 雇员和家属开放。当天,我没有任务,于是就带着我的家人和孩子参加了活动。那是个美好的晚上,几个大屏幕播放着降落团队的具体实况。成功着陆后,整个会场都很欢腾。我们看到了火星上传回的第一幅图像。我也很兴奋,因为这意味着我的工作马上就要开始了。

 

B:有些科学家对自己研究的东西十分有感情,你呢?你怎么和你的孩子解释你正在做的工作?他们和你一样热爱火星吗?

F:我十分享受我的工作,火星对我来说,是个神秘的地方。我很爱读科幻小说,有时候在工作时,常常会想象雷·布拉德伯里《火星编年史》里的场景。想象和探索太空是我从童年开始一直想做的事情,也是我这辈子想做的事情。

想到每天都在创造历史,哪怕是每天的任务,我都有一种天然的恐惧感。比如在岩石上打个洞,你会注意到,那个小洞会留在那里很久很久。某种意义上,你是在另一个星球上留下你的印记。我的女儿今年五岁,我常常指火星给她看。裸眼看火星,十分美。我会对她说,那有个小斑点,非常非常小的斑点,那是我们的探测器,是我们送上去的。我就是那些在上面留下过痕迹的人。

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