可能征服火星的小人国 - 彭博社

穿着灯芯绒的李维斯和T恤，比尔·凯泽和他那群面容清新的工程师看起来像是决心在科学竞赛中赢得第一名的高中生。但这并不是一个学校项目。在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室，35岁的凯泽和其他科学家正在策划入侵火星的计划。入侵力量：两打小型、超智能的无人飞船，将在红色星球上寻找古代生命的迹象。

喷气推进实验室提议的迷你掠夺者可能会开启太空探索的新纪元。几十年来，NASA一直将其命运寄托于巨大的高风险项目，如航天飞机、空间站、前往木星的伽利略飞船以及其他耗资数十亿美元的超级项目。到2025年提议的5000亿美元载人火星任务——得到了布什政府的支持——将是迄今为止最奢华的计划。

但由于研究资金受到国会的攻击，以及大型项目抽走资源，一些NASA实验室现在希望向太空机构出售一个更好的主意：喷气推进实验室、加利福尼亚州山景城的NASA艾姆斯研究中心和其他机构设想了一种新一代小型、廉价的探测器，旨在降低太空旅行的成本——并降低失败的代价。8月29日，竞争实验室将向NASA总部请求资金——最高达100万美元——以推进先进研究。这是“对太空旅行的根本不同的方式，”国家太空委员会的发言人伊丽莎白·普雷斯特里奇说，该委员会是由副总统丹·奎尔领导的政策小组。

更小的航天器不仅仅是更便宜地送入轨道。它们装满了微型探测器和微型仪器，用于测量行星的大气和成分，JPL所称的火星空间网络的版本将部署比今天航天器上使用的仪器小1000倍但灵敏度高数百倍的设备。JPL首席科学家穆斯塔法·查希恩表示，这将证明“绝对具有革命性。这不是一个遥远的梦想。我们拥有技术。”

小鸟。资金是另一个问题。JPL必须说服NASA，它的火星微型任务值得超过10亿美元的费用。目前，来自艾姆斯的一个更便宜、技术更低的计划，称为火星环境调查（MESUR），在NASA总部获得了更多支持。MESUR任务的费用为8亿美元，将发送16个着陆器，配备更简单、更大的仪器——没有探测车。

无论NASA最终选择JPL还是艾姆斯的火星任务，推动小型航天器的努力旨在利用已经将计算机、立体声和电视转变为笔记本电脑、随身听和口袋电视的微型技术。五角大楼已经开始为战略防御倡议开发微卫星，NASA最近表示，它可能会修改其地球观测系统的计划，使用一群小型卫星而不是几个大型卫星。

NASA正在考虑在大约10年内首次发射机器人火星探测器，然后再着手实现将人类送上火星的目标。根据艾姆斯的计划，一枚中型的德尔塔火箭将发射一个由四个相对较小、330磅、煎饼形状的航天器组成的集群，它们将在为期11个月、1亿英里的旅程中独立前往火星。着陆器将部署降落伞和气囊，以平稳着陆。

着陆器上的仪器将探测大气，持续向地球发送温度、湿度和风速的数据。它们还将测量地震活动的强度和频率。随着更多的着陆器在行星上就位，科学家将能够拼凑出越来越清晰的火星天气模式、季节和行星内部结构的图景。

喷气推进实验室（JPL）的计划在技术上更为雄心勃勃，这也解释了其更高的成本。一枚较小的火箭将提升一组四个重290磅的蛋形飞行器。它们将作为一个整体旅行，然后在火星轨道上分开，前往行星上的不同地点。在艾姆斯和JPL的场景中，四个探测器中的两个将着陆在火星的南北极，以采样冰和冷冻气体。

一旦这些探测器着陆，科幻小说中的场景将展开。JPL着陆器的顶部将展开以部署一对探测车。它们类似于遥控玩具车，将在半英里范围内展开，以便将更敏感的仪器部署在远离着陆器干扰的地方。光敏芯片和微处理器将帮助探测车避开岩石和深沟。“我们希望我们的探测车在表面漫游时学习，”查希恩说。“如果它们无法绕过障碍物，它们就不会犯同样的错误两次。”

第一批探测车将部署由凯泽团队设计的微型科学仪器。与香烟盒大小相当的地震仪将测量火星地壳深处的微小运动。微型光谱仪将分析行星表面的成分。

自然探索。在首次着陆后的六年内，多达24个微型站点将遍布火星表面，发送来自该行星深峡谷、古老干涸湖床和90,000英尺高山峰的海量数据。在后续的飞行中，微型砂轮、铲子和显微镜将探测、戳探并拍摄火星表面的区域，以寻找化石微生物和其他有关该行星过去的线索。着陆器将把数据传送给轨道器，然后通过JPL的深空网络传回地球。

由于无线电信号从地球到火星的往返需要40分钟，着陆器上的传感器必须在导航故障时接管，指示探测车停止，而不是冲下峡谷。但在像伽利略号或哈勃望远镜这样独一无二的航天器上，关键部件的故障可能会使任务瘫痪，而一辆探测车的完全失效——甚至是其中一台阿梅斯着陆器的失效——不会让设计者感到绝望：每一辆探测车仅占整体任务成本的一小部分。

尽管如此，科学家们仍然预计会有很多问题。下个月，JPL工程师希望开始在洛杉矶外的崎岖沙漠中测试原型微型探测车。“肯定会有故障，”太空科学助理主任查尔斯·埃拉奇承认。“我们一直在推动技术的边界。”NASA仍然对将人类送入太空充满热情。但随着载人任务变得越来越复杂和昂贵，推动开发更小型机器人航天器的技术无疑将发挥越来越重要的作用。