15年來最大塵暴終於開始衰退，地球時刻等待著你的回復

機遇號火星車，已經在塵暴中沉睡了2個多月。

圖片來源：Thomas Cortellesi

NASA的機遇號號火星車，自6月10日起就陷入了沉寂，再也沒有跟地球取得過聯繫。

使用太陽能提供電力的機遇號，此前遭遇了一場遮天蔽日的塵暴，能量來源被塵暴徹底切斷。為了應對這一局面，機遇號緊急中斷了一切科學探測，只保留了一項任務——定期給地球報個平安。

機遇號 | NASA

再後來，這場塵暴愈演愈烈，直至席捲火星全球，發展成了機遇號探索火星15年來經歷過的最大塵暴。而機遇號本身，也只在6月10日報過一次平安之後，再沒有了任何音訊。

如今，在機遇號失去聯絡2個多月之後，火星上的這場全球塵暴終於出現了衰退的跡象。所謂「衰退」，指的是雖然仍有灰塵從地面隨風揚起，但數量已趕不上從大氣里落定下來的塵埃了。

機遇號還能不能醒來，答案可能就快要揭曉了。

等待天空放晴

對於機遇號來說，塵暴開始衰退，意味著τ的數值開始降低。這個參數表示大氣的不透明度——數值越高，空氣越不透明，能夠照到地面的陽光也就越少。

席捲全火星的塵暴，藍色點為機遇號所處位置 | NASA

6月10日，機遇號上一次傳回測量數據時，τ的數值已經高達10.8。這是它登陸火星15年來測到的最高值，意味著那裡的白天實際上已經跟夜晚一樣黑了。而在正常情況下，機遇號在火星上實測的τ通常只有0.5。

工程師預測，只有當τ降到2.0以下時，機遇號上的太陽能板才有可能重新給電池充電。已經失聯太久的機遇號，顯然無法給我們提供這個參數的第一手測量數據。好在，科學家找到了別的辦法。

NASA的火星勘測軌道飛行器（MRO）仍在環繞火星運轉，它攜帶的廣角相機持續監測著火星的表面。隨著火星上的全球塵暴開始逐漸衰退，這台相機拍到的火星表面也變得越來越清晰。這將幫助科學家估測機遇號所在地點τ的數值。

這種方法測得的數據讓科學家相信，火星上的天空大概很快就會明朗起來，可以讓足夠多的陽光再度照耀在機遇號身上。可能過不了多久，這些陽光就能讓機遇號恢復體力，嘗試給地球再報一次平安了。

沒有塵暴的火星（左）和最近被塵暴席捲全球的火星（右），由NASA火星勘測軌道飛行器上的廣角相機拍攝 | NASA/JPL-Caltech/MSSS

有理由樂觀

對於機遇號的命運，科學家保持謹慎樂觀，並不是沒有理由。

在塵暴刮起來之前，他們對機遇號上的電池作過幾項檢測，結果顯示電池健康狀況良好。這是一個好消息，起碼在機遇號遭遇這場危機的時候，電池狀況不至於會拖它的後腿，也不太可能在塵暴期間惡化太多。

他們還監測了機遇號所在區域的氣溫。塵暴會起到一定的保暖作用，能讓地面溫度升得更高。而且，這場塵暴吹起來的時候，機遇號所在的地點剛剛進入夏季。這意味著，哪怕斷絕了能源，哪怕身陷黑暗，機遇號應該也能保持足夠溫暖，有很大的機會存活下來。

但沒有人敢保證，機遇號肯定能夠活下來。事實上，甚至沒有人知道，機遇號現在到底如何了。

三種故障模式

當然，也並不是一無所知，大致的猜測還是有的。

根據之前設置的程序，當機遇號遇到問題的時候，它會進入所謂的「故障模式」，自動採取措施，維持自身的健康狀況。而此時此刻的機遇號，最有可能處在以下3種故障模式之中。

故障模式1

低電量故障

工程師猜測，機遇號在6月10日中斷通信後不久，便進入了這種模式。顧名思義，這種模式意味著機遇號電量不足。它會關閉幾乎所有的設備，包括通信裝置，進入休眠狀態。

唯一不會關閉反而要持續運行的關鍵設備，是機遇號身上自帶的時鐘。時鐘負責不間斷地記錄時間，還負責定期喚醒一部分設備，看一眼電量還剩多少。如果電量回升到一定程度，說明有足夠的陽光在給自己充電，機遇號就會結束休眠，再度蘇醒過來。

故障模式2

時鐘故障

如果機遇號上電量已經低到連時鐘都無力維持了，會令它進入第2種模式：時鐘故障。由於計時中斷，就算機遇號後來蘇醒過來，它也無從了解今天是幾月幾日，不知道此刻是幾點幾分。這種情況下，它會利用環境線索，比如陽光的明暗變化，對現在的時間作出自己的估計。

但估計的時間，當然可能不準。這意味著，機遇號可能無法按照事先的約定，準時準點給我們發報平安，讓它錯過與地球通信的時間窗口。如果很長時間都收不到地球發來的訊息，機遇號就會以為自己的通信設備無法正常工作。

故障模式3

失聯模式

如果機遇號認為自己的通訊設備罷工，它便會進入第3種模式，稱為失聯故障。它會開始檢查設備，並且嘗試用不同的方式與地球進行通信。

不論處在以上哪一種模式，地球上的工程師都已經作好了應對，準備好接聽機遇號可能發來的信號了。

NASA的深空網路，由設在世界多個位置的巨大碟形天線構成，用於在地球和行星探測器之間保持通信 | NASA

時刻接聽

機遇號

為了接聽機遇號可能隨時打來的報平安電話，工程師動用了著名的深空網路（Deep Space Network）。這是NASA在地球和行星探測器之間保持通信的專用設施，由分布在地球上多個位置的巨大碟形無線電天線構成。

按照事先的約定，每到機遇號該給地球報平安的時候，深空網路中的某台巨型天線就會指向火星，嘗試ping一下機遇號。這是網路通信的一個常見操作，相當於撥一下對方的「號碼」，先震一下機遇號的「電話」，然後等待它可能作出的回應。這樣的操作，每個星期都會進行好幾次。

不只如此，為了應對機遇號可能弄錯了時間，甚至懷疑通信設備壞掉的情況，噴氣推進實驗室的無線電科學團隊還在深空網路天線上使用了特殊設備，能夠監聽更寬廣的頻率範圍。每一天，他們都會在機遇號處在白天的那段時間裡，記錄來自火星的所有無線電信號，然後在錄音回放中搜尋機遇號發出的「聲音」。

換句話說，只要機遇號醒過來了，就算它沒有在正確的時間、按照正確的頻率給地球報來平安，工程師也有把握在深空網路的錄音里找到蛛絲馬跡，想辦法恢復與它的聯繫。

收到回復後

該做些什麼？

或許，過不了多久，我們就會第一次收到機遇號發來的回復。

在這之後，工程師可能還要再等上好幾個星期，才會收到第二次回復。就像剛從昏迷中蘇醒的病人，機遇號也需要一段時間才能康復。工程師可能需要與機遇號多次通信，才能獲得足夠的信息，來決定接下去如何行動。

首先要做的，是了解更多機遇號的現狀。工程師將給機遇號測量體溫，查詢電池和太陽能板的歷史數據記錄。如果機遇號忘了時間，工程師也會幫它重新對錶。接下來，機遇號會來幾張自拍，查看敏感部件上有沒有沾染塵埃，還會測試驅動器，看看有沒有塵埃滑入內部，影響關節的運動。

收集完畢所有這些數據之後，機遇號的科學團隊將進行一次投票，決定機遇號有沒有作好準備全面恢復正常運行。

如果醒過來的話，機遇號可能會先來幾張自拍。掉落在機遇號上的塵埃，通常都不是什麼太大的問題 | NASA

風暴過後

是永久傷痕

就算恢復了正常運行，機遇號也很可能已經不同於以往了。這場曠日持久的塵暴，恐怕已經在機遇號身上留下了永久的傷痕。

倒不是說，機遇號會因為這場塵暴而變得灰頭土臉。掉落在它身上的塵埃，通常都不是什麼太大的問題。以往遭遇的火星塵暴，也曾讓機遇號的相機鏡頭上沾滿了塵埃。隨著時間的流逝，大部分塵埃都會掉落。那些頑固不掉的塵埃，也很容易標記出來，通過後期校準，不會干擾機遇號的科學觀測。

圖片來源：NASA

真正令人擔憂的，是這場塵暴可能給機遇號落下的「病根」。它的電池可能已經放電過量，並且在不活動的狀態下呆了太久，可能導致電池容量出現下降。如果電池不能容納足夠多的電量，那就可能影響機遇號的持續運行。這意味著，一些特別耗電的操作，就有可能導致電池欠壓，使得機遇號突然斷電。

而機遇號最耗電的操作之一，便是在火星漫長而又寒冷的冬季，小心翼翼地給自己加熱保暖，以免因為體溫過低而被徹底凍壞。在那樣的情境之下，一旦電池中斷供電，機遇號的命運恐怕會比被塵暴籠罩更加兇險得多。

不過，這都是機遇號醒過來之後才需要擔心的事情了。

登陸火星的第5000個火星日，機遇號留下了這樣一張自拍照。但願這不會是它的最後一張自拍 | NASA/JPL-Caltech

此時此刻，在火星上的全球塵暴終於開始消散之際，地球上的工程師已經作好了準備，正在側耳傾聽機遇號可能隨時發來的信號。

只要能夠蘇醒過來，這就已經是又一個奇蹟了。

機遇號，加油！

編輯：劈柴

文章來源：本文經授權轉載自「果殼網」，轉載請聯繫原賬號。

歡迎個人轉發到朋友圈

微信： SquirrelClub

微博：科學松鼠會

科學松鼠會，是一家以推動科學傳播行業發展為己任的非營利組織，成立於2008年4月。我們希望像松鼠一樣，幫助公眾剝開科學的堅果，分享科學的美妙

點個贊，為機遇號加油！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！