火星探测器困境:一个任务复苏,其他任务挣扎求生或等待可能的复活

在行星探索的前沿,一切都不容易

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在过去的几个月里,美国宇航局的火星勘测轨道飞行器(MRO)几乎只是一个毫无用处的死物——一个像小型汽车一样庞大的物体,在火星表面上方的高空轨道上闲散地飞驰。在轨道飞行器的计算机发生一系列计划外的重启后,任务工程师在 8 月决定将探测器置于“安全模式”,以便争取时间寻找故障根源,同时航天器保持在有限功能的保护状态。

MRO 于 12 月 8 日退出安全模式,并于 12 月 16 日恢复科学操作,但重启的根源仍然未知,位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的任务经理丹·约翰斯顿说。“我们仍在努力找出安全事件的根本原因,”约翰斯顿说,他指的是 2 月、6 月和 8 月两次发生的计划外重启。广义上讲,重启与航天器指令和数据处理子系统的电源故障有关。

在漫长的停工期间,MRO 操作员修补了一个潜在的致命漏洞,该漏洞是在诊断轨道飞行器的异常行为过程中发现的。“我们发现,在一个非常非常低概率的情况下,这种异常可能会导致航天器的飞行计算机恢复到发射前模式,”约翰斯顿说。“这将基本上切断我们与航天器的通信——它将回到一种模式,它将希望在发射台上与运载火箭对话。”

轨道飞行器的科学仪器已经恢复在线,并且运行良好,但“实际上更有可能[而不是不],这种情况会再次发生,”约翰斯顿说。航天器的困境突显了在深空恶劣环境中远程工作的难度。在下面,在同样严酷的火星表面上,MRO 过去和现在的机器人同事,凤凰号和勇气号,也证实了这种困难。

勇气号探测车在火星上探索近六年之际,在 2009 年的大部分时间里都陷在一片松软的土壤中。(机遇号,同一时代的双胞胎探测车,在星球的另一边稳健地前进。)勇气号的控制人员自 11 月 17 日以来一直在进行实验性操作,试图解救机器人,但在救援工作开始几天后,当其中一个轮子卡住时,他们很快就失去了六个轮子中的一个。但是,另一个已经停滞了三年多的轮子在 12 月 12 日意外地恢复了活力。探测车驾驶员斯科特·麦克斯韦 推特上指出,康奈尔大学的行星科学家兼探测车任务的首席科学研究员史蒂夫·斯奎尔斯“提出,勇气号上存在一个工作轮子守恒定律”。

与此同时,凤凰号着陆器在 2008 年在火星上作为地质科学平台工作了几个月后,按计划屈服于火星寒冷和黑暗的冬天,现在被二氧化碳冰覆盖在北部平原。 2010 年初,火星北半球的春天将全面展开,那里的季节持续时间大约是地球上的两倍;凤凰号将明显变暖,并再次能够让太阳能电池板接收到阳光。凤凰号首席研究员、亚利桑那大学图森分校月球和行星实验室的教授彼得·史密斯说,在 1 月份的某个时候,团队计划恢复监听来自着陆器的信号,着陆器可能以某种方式在休眠状态下完好无损地度过了冬天。

史密斯说,接收到凤凰号的信号将是“巨大的惊喜”,但他强调,接收到着陆器的信号是不太可能的。所有系统都没有设计成在火星的冬天幸存下来,而且着陆器遭受了许多威胁,从寒冷到长时间的断电,再到太阳能电池板在堆积的干冰重量下断裂的普通可能性。“很有可能有些东西会坏掉,”史密斯说。与此同时,他说,“为什么不听听呢?你永远不知道。”

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