美国宇航局如何让火星探测器在超过使用寿命后依然保持活力

马特·库内克是美国宇航局火星探测器任务运营经理。这是他在实地向查理·伍德讲述的故事。

2004 年 1 月，当“机遇号”和“勇气号”探测器登陆火星时，我和我的同事们已经开始考虑新的项目。我们在设计这两辆探测器时就知道这颗红色星球是一个充满沙砾的地方。我们不确定火星上臭名昭著的尘埃云什么时候会覆盖它们的太阳能电池板并遮挡阳光，使它们失去动力。

我们计划进行大约 90 天的探索，但没人告诉火星探测车。勇气号在沙地上行走了大约六年，机遇号则继续行走了大约 14 年。我们的好运马上就开始了：火星给我们带来了所谓的“清洁事件”——温和的风意外地吹走了火星探测车上的灰尘，并提高了发电量。由于火星接收到充足的阳光，我们原本预计会失效的太阳能电池板实际上提供了几乎无限的能源。

幸运的是，尽管预计任务时间较短，但设计师们还是选择了最可靠的部件。即使过了 14 年，机遇号的大多数发动机至少还能再使用 10 年。当零件出现故障时，我们的想法很有创意。例如，在加热器开关卡在开启位置后，我们的团队重新设计了机遇号的标准就寝程序，强制关闭非必要系统，从而关闭故障部件并节省所需电力。

团队对火星车怀有深厚感情——就像对待朋友、宠物甚至是家人一样。我们尽一切努力让它们继续前行。最终，勇气号在第六年因漏油而陷入沙坑，步履蹒跚。如果不是火星沙尘暴——我们所见过的最猛烈的沙尘暴——在第 14 年遮蔽了太阳，机遇号可能仍会像往常一样前行。

目前这一代的火星探测车，好奇号和毅力号，采用核能驱动，并拥有更多备用部件。这主要是因为机遇号和勇气号证明了我们可以运行超过 90 天，这让任务设计者能够开始规划持续数年的探险。

本故事刊登在《大众科学》杂志2020 年冬季《转型》期刊上。