可能征服火星的小人國 - 彭博社

穿着燈芯絨的李維斯和T恤，比爾·凱澤和他那羣面容清新的工程師看起來像是決心在科學競賽中贏得第一名的高中生。但這並不是一個學校項目。在加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室，35歲的凱澤和其他科學家正在策劃入侵火星的計劃。入侵力量：兩打小型、超智能的無人飛船，將在紅色星球上尋找古代生命的跡象。

噴氣推進實驗室提議的迷你掠奪者可能會開啓太空探索的新紀元。幾十年來，NASA一直將其命運寄託於巨大的高風險項目，如航天飛機、空間站、前往木星的伽利略飛船以及其他耗資數十億美元的超級項目。到2025年提議的5000億美元載人火星任務——得到了布什政府的支持——將是迄今為止最奢華的計劃。

但由於研究資金受到國會的攻擊，以及大型項目抽走資源，一些NASA實驗室現在希望向太空機構出售一個更好的主意：噴氣推進實驗室、加利福尼亞州山景城的NASA艾姆斯研究中心和其他機構設想了一種新一代小型、廉價的探測器，旨在降低太空旅行的成本——並降低失敗的代價。8月29日，競爭實驗室將向NASA總部請求資金——最高達100萬美元——以推進先進研究。這是“對太空旅行的根本不同的方式，”國家太空委員會的發言人伊麗莎白·普雷斯特里奇説，該委員會是由副總統丹·奎爾領導的政策小組。

更小的航天器不僅僅是更便宜地送入軌道。它們裝滿了微型探測器和微型儀器，用於測量行星的大氣和成分，JPL所稱的火星空間網絡的版本將部署比今天航天器上使用的儀器小1000倍但靈敏度高數百倍的設備。JPL首席科學家穆斯塔法·查希恩表示，這將證明“絕對具有革命性。這不是一個遙遠的夢想。我們擁有技術。”

小鳥。資金是另一個問題。JPL必須説服NASA，它的火星微型任務值得超過10億美元的費用。目前，來自艾姆斯的一個更便宜、技術更低的計劃，稱為火星環境調查（MESUR），在NASA總部獲得了更多支持。MESUR任務的費用為8億美元，將發送16個着陸器，配備更簡單、更大的儀器——沒有探測車。

無論NASA最終選擇JPL還是艾姆斯的火星任務，推動小型航天器的努力旨在利用已經將計算機、立體聲和電視轉變為筆記本電腦、隨身聽和口袋電視的微型技術。五角大樓已經開始為戰略防禦倡議開發微衞星，NASA最近表示，它可能會修改其地球觀測系統的計劃，使用一羣小型衞星而不是幾個大型衞星。

NASA正在考慮在大約10年內首次發射機器人火星探測器，然後再着手實現將人類送上火星的目標。根據艾姆斯的計劃，一枚中型的德爾塔火箭將發射一個由四個相對較小、330磅、煎餅形狀的航天器組成的集羣，它們將在為期11個月、1億英里的旅程中獨立前往火星。着陸器將部署降落傘和氣囊，以平穩着陸。

着陸器上的儀器將探測大氣，持續向地球發送温度、濕度和風速的數據。它們還將測量地震活動的強度和頻率。隨着更多的着陸器在行星上就位，科學家將能夠拼湊出越來越清晰的火星天氣模式、季節和行星內部結構的圖景。

噴氣推進實驗室（JPL）的計劃在技術上更為雄心勃勃，這也解釋了其更高的成本。一枚較小的火箭將提升一組四個重290磅的蛋形飛行器。它們將作為一個整體旅行，然後在火星軌道上分開，前往行星上的不同地點。在艾姆斯和JPL的場景中，四個探測器中的兩個將着陸在火星的南北極，以採樣冰和冷凍氣體。

一旦這些探測器着陸，科幻小説中的場景將展開。JPL着陸器的頂部將展開以部署一對探測車。它們類似於遙控玩具車，將在半英里範圍內展開，以便將更敏感的儀器部署在遠離着陸器干擾的地方。光敏芯片和微處理器將幫助探測車避開岩石和深溝。“我們希望我們的探測車在表面漫遊時學習，”查希恩説。“如果它們無法繞過障礙物，它們就不會犯同樣的錯誤兩次。”

第一批探測車將部署由凱澤團隊設計的微型科學儀器。與香煙盒大小相當的地震儀將測量火星地殼深處的微小運動。微型光譜儀將分析行星表面的成分。

自然探索。在首次着陸後的六年內，多達24個微型站點將遍佈火星表面，發送來自該行星深峽谷、古老幹涸湖牀和90,000英尺高山峯的海量數據。在後續的飛行中，微型砂輪、鏟子和顯微鏡將探測、戳探並拍攝火星表面的區域，以尋找化石微生物和其他有關該行星過去的線索。着陸器將把數據傳送給軌道器，然後通過JPL的深空網絡傳回地球。

由於無線電信號從地球到火星的往返需要40分鐘，着陸器上的傳感器必須在導航故障時接管，指示探測車停止，而不是衝下峽谷。但在像伽利略號或哈勃望遠鏡這樣獨一無二的航天器上，關鍵部件的故障可能會使任務癱瘓，而一輛探測車的完全失效——甚至是其中一台阿梅斯着陸器的失效——不會讓設計者感到絕望：每一輛探測車僅佔整體任務成本的一小部分。

儘管如此，科學家們仍然預計會有很多問題。下個月，JPL工程師希望開始在洛杉磯外的崎嶇沙漠中測試原型微型探測車。“肯定會有故障，”太空科學助理主任查爾斯·埃拉奇承認。“我們一直在推動技術的邊界。”NASA仍然對將人類送入太空充滿熱情。但隨着載人任務變得越來越複雜和昂貴，推動開發更小型機器人航天器的技術無疑將發揮越來越重要的作用。