火星探測車 華裔嚴正遙控

世界新聞網

美國國家航空暨太空總署(NASA)2011年發射,並於2012年著陸的好奇號火星車(Curiosity),原定執行兩年探測任務,不過目前仍運轉良好,任務被無限期延長。而該項目的機器人界面和可視化小組,由24名男女科學家組成,小組主管華裔嚴正,正是負責「駕駛」這輛花費25億元研發製造,並送至火星的「豪車」的核心人物。

這個獨自待在巨大紅色星球上的「好奇號」小機器人,在過去的七年中,每個火星日的清晨「甦醒」後,便等待著從加州巴沙迪那市的噴射推進實驗室(JPL)發來的指令,根據這些指令完成一天的探測工作。等到火星日的下午,它會等待環繞火星的一顆人造衛星從頭頂飛過,將收集到的數據傳送回地球。每日如此,好奇號幾年來已完成火星上曾經有適合微生物生存的環境,以及火星土壤含有豐富水分等重大發現。

由於火星距離地球約1億2600萬公里遠,電訊飛過這段距離的延時達到15分鐘,若想像遙控無人汽車那樣駕駛火星車是不可能的,因為當駕駛意識到出狀況時,訊息一來一回已是約半小時後了。而火星上的氣候和地貌都充滿未知,機會號(Opportunity)就曾遭火星沙塵暴掩埋,好奇號的一個車輪也曾被尖石刺破,操作這樣一輛超貴的「豪車」自然壓力巨大,需要極其謹慎和細心,更需可靠的技術,而機器人界面和可視化小組就提供了這樣的技術。

嚴正形容,駕駛好奇號的方式像是現在流行的電玩遊戲,在電腦中模擬火星的3D場景,用搖桿和鼠標指揮它要做的事情,再模擬和測試,確定這些指令沒有問題,才傳給好奇號。

雖然生活在地球上,但嚴正過的卻是真正的「火星時間」。火星日的晚上他和同事就編程和演練,排好指令發給好奇號後,火星日的白天才能睡覺。而一個火星日相當於地球上的24小時零40分鐘,因此嚴正沒有固定的「夜班」,而是每天的作息都需變40分鐘,差不多一個月就要轉一個晝夜,即使在家睡覺也可能需要把窗戶貼上避光紙。

多年來駕駛火星車,也有令人抓一把冷汗的時刻。2014年初,好奇號穿過兩處斷崖間的「野狗山口」(Dingo Gap)的新聞,或許還令不少天文愛好者記憶猶新。嚴正表示,當時如果繞過這處橫亙在好奇號面前的山溝,需一兩個月的時間,嚴正對好奇號在不同路面的性能已非常了解,他建議試試直接穿過。中途也發生走不動的驚險時刻,令大家都擔憂重蹈精神號(Spirit)2010年深陷沙中的覆轍。所幸好奇號在指令下輕輕在沙丘上前後往復,最終順利爬上山坡。「那是第一次考驗火星車到底能不能(開這樣的路況)」,嚴正表示,「就像你買了一部跑車,要想試過它的200時速極限」。

在嚴正駕駛的當天,好奇號成功穿過山口,在他的要求下,好奇號回頭拍了一張印有車轍的山口照片。時隔六年,今年嚴正休假去巴黎旅遊時,在第五大學門口的一張海報上看到了這張熟悉的照片,「嘿,這是我拍的照片」,他笑說,並和海報合影。

其實好奇號已不是嚴正駕駛的第一輛火星車。數學專業出身的嚴正,1997年還在聯合防務公司(United Defense)的應用機械部門工作時,國慶當天在電視上看到旅居者號(Sojourner)在火星上著陸時,就覺得「太酷了,我一定也要做」。次年加入NASA後至今,他也曾參與過機會號和精神號。

「開火星車的人和它在情感上最親近」,對他來說,火星車就像自己的孩子。科學家和地質學家負責分析火星車收集到的數據和做實驗,「而我們把它帶到這個世界上,我們要負責它的安全」,「所有事情會先想,會不會造成問題」。他細數一些如同父親的擔憂,「它的輪子比較薄,會不會被石頭穿透。它漸漸也會老化,手臂有時候不靈」,在外太空溫度變化大,火星車的電腦則要在一定溫度下才能工作,「我們要保持它的體溫,免得凍死」,他說,「它就像一個小孩一樣」。

華人家長可能在意孩子出來做什麼行業,曾經也任聖瑪利諾學區教委的嚴正表示,「像我這個行業,20年前是沒有的」。對於喜愛科學的青少年,他總是鼓勵「去找你覺得有趣但是困難的事情去學」,機緣和運氣是一方面,但也要準備好自己。

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