F太空探索的标志性时刻发生在半个世纪前，尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)在月球上留下了第一个人类脚印。但如果你不介意用机器人来代替我们，最伟大的时代正在火星上展开。美国宇航局(NASA)的“好奇号”(Curiosity)火星车正驶过生锈、布满灰尘的火星表面，在火星上留下的脚印用莫尔斯电码拼出了字母“J-P-L”。JPL是喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的缩写，是美国国家航空航天局(NASA)的一个中心，它设计并建造了“好奇号”以及三辆早期的火星探测车。这些机器总共飞行了46.4英里，极大地拓展了我们对火星环境的理解，并为在宇宙中寻找生命提供了动力。
漫游车所到之处，都发现了意想不到的复杂性。他们观察到了干涸的溪流、河流、湖泊和灾难性的水流，证明了35亿年前的火星，当时火星上火山活动频繁，沐浴在液态水中。他们发现了令人困惑的大气变化，这些变化暗示着一些未知的化学过程，直到今天仍在进行中。他们看到的证据表明，如果你在看似贫瘠的火星表面下抓挠，有一个活跃的(甚至是有生命的?)行星等着被发现。
The Quick and The Dead
到目前为止，大多数火星任务都是着陆器，它们都固定在一个地点，而且大多数(包括苏联的每一次尝试)都以失败告终。虽然只有“好奇号”还在运行，但NASA的四个漫游者都成功着陆并运行。到明年初，可能会有另外三辆漫游者在火星上漫游:美国宇航局的火星2020号，欧洲航天局的罗莎琳德·富兰克林(以DNA双螺旋结构的共同发现者命名)和中国的火星1号。
寄居(1997年7月4日- 9月。27日,1997)
火星漫游者中的迷你库珀，可爱的小旅居者是美国宇航局在火星着陆后的第一个网络轰动。这辆六轮月球车重仅23磅，顶部装有太阳能电池板作为动力。“旅居者”号从飞船“火星探路者”号上下来后，部署了一个微型气象站，用立体相机扫描了周围的环境，并检查了岩石和土壤的成分。当它在7月7日出现时，浏览量达到了8000万次，这在网络刚刚起步的时候是一个巨大的成功。
索杰纳为后来的机器人火星探索建立了模板。它的探险地图上标有日期，标明了着陆后的Sols(火星日)数。(探路者号着陆站的照片被拼接在一起，形成了这张看起来很奇怪的全景图。)火星上的每一天都是24小时37分钟，这迫使NASA在地球上的漫游者适应火星昼夜变化的周期，任务持续的时间也比预计的长得多:83天，而不是原计划的7天。和所有的火星漫游者一样，“旅居者”被送到了一个曾经有丰富水源的地方。地球上的生命需要水才能生存，人们普遍认为火星上的任何生命也会以同样的方式生存。在“旅居者”号登陆火星后，美国宇航局的科学家们创造了一句格言，“跟着水走”，来指导他们的火星调查。
环顾四周，你可能看不出来，“旅居者”的着陆地点曾经是一个巨大的泛滥平原，位于两个巨大的河流一样的流出物之间，分别是阿瑞斯和蒂乌。在漫游者到达之前，行星科学家怀疑那里的水是数十亿年前灾难性的洪水造成的。“旅居者”号在其着陆点附近进行短途旅行时发现了圆形岩石，这些岩石表明在很长一段时间内存在流动的水，可能是连接古代海洋和内陆海洋的一系列通道的一部分，这对正在进行的火星生命搜索来说是一个好消息。
精神(2004年1月4日- 2010年3月22日)
现在我们巡航。勇气号和它的孪生兄弟机遇号一起，标志着美国宇航局火星探测机器人的重大升级。它携带了一个核动力加热器来保暖，使它能够将太阳能电池板提供的所有电力用于科学仪器，并在火星上进行疯狂的六轮飞行。任务规划者设计的飞行时间为90天，飞行至少600米。在2009年5月1日被困在沙地之前，月球车已经运行了7.7公里(4.8英里)，在那之后又在原地运行了一年。
勇气号的飞行始于一个名为古谢夫的陨石坑，当小行星撞击的热量融化埋藏的冰时，当地可能会发生洪水。它覆盖了如此多的领域，以至于团队科学家不得不不断为当地的特征命名，这样他们才能保持方向感。其中许多名字，包括哥伦比亚山，都是为了纪念2003年以灾难告终的挑战者号航天飞机任务;有些人仍然比较随意。一种名为“本垒”(Home Plate)的突出物得名的原因非常简单，它很像棒球的本垒。
在这漫长的过程中，勇气号记录了更多古代有水存在的证据，以至于它成了科学记者之间流传的一个笑话，以至于美国宇航局的每次新闻发布会都宣布在火星上“发现”了水。哥伦比亚山的岩石显然是被水侵蚀过的，而本垒板上则主要是火山岩。漫游者被困的特定地点——以全美女子职业棒球联盟(All-American Girls Professional Baseball league)的一名球员命名的格特鲁德·怀斯(Gertrude Weise)——覆盖着可能是温泉形成的二氧化硅沉积物。勇气号受困于火星曾经温暖潮湿的直接证据。
机会(2004年1月25日- 2018年6月10日)
勇气号的孪生兄弟三周后在火星的另一侧着陆，并在另一个世界创造了至今未被打破的长途驾驶纪录。在超过14年(60倍其设计寿命)的时间里，机遇号行驶了28.06英里。为了帮助可视化这个距离，石溪大学的行星地质学家贾斯汀·科沃特将漫游者的路径叠加在纽约市的地图上。这辆重408磅、经过核动力增强的机遇号相当于从中央公园到科尼岛木板路的路程。相比之下，在月球上最长的飞行距离——由阿波罗17号机组人员执行，使用一个大得多的月球车——达到了22.2英里。
“机遇号”在一个名为“鹰”的陨石坑内着陆，发现了一个名为子午平原的广阔平原，并迅速填补了关于火星上长期缺失的水的更多细节。例如，漫游者发现了小的、蓝色的岩球，因为它们看起来像水果，所以被称为“蓝莓”，它们一定是在有池水存在的情况下形成的。和“勇气号”一样，“机遇号”也配备了一个钻井工具和一个显微照相机来详细分析岩石。结合其化学传感器的其他数据，这些发现响亮地证实了火星曾经有更厚的大气层和丰富的水在其表面。“我们认为机遇号停在火星上曾经咸海的海岸线上，”当时康奈尔大学的史蒂夫·斯奎尔斯说。
漫游者史诗般的旅程包括维多利亚陨石坑之旅和对巨大的Endeavor陨石坑的郊外远足，最后它被一场全球尘暴摧毁，尘暴切断了太阳能电池板的所有阳光。它经过了火星上的几块陨石，包括一大块昵称为“热盾岩石”的金属，显示出这颗行星是如何被小行星轰炸的。你不能因为在探索过程中没有发现任何直接的生命证据而指责演艺界最努力工作的探测车;在NASA保守的、有条不紊的方法中，它从未打算这么做。
好奇心(2012年8月6日-现在)
美国国家航空航天局最新、最伟大的漫游者是建立在以前所有的教训之上的。与精致的旅居者相比，这是一辆笨重的雪佛兰Suburban，或者是一辆路虎揽胜。“好奇号”重1982磅，船上装有一个核能发电机，装有17个摄像头，包括一个地质显微镜和一个名为“化学摄像机”的远程分析望远镜。它甚至可以发射自己的激光束来蒸发岩石并研究其成分。此外，它还配备了6个jpl刻印轮，每个20英寸宽。
随着大量图像的涌入，“好奇号”的科学家们有点疯狂地给“好奇号”在13.4英里的旅程中所经过的每一块岩石和特征命名，正如你从地图上看到的那样。早期任务收集的数据也指导了好奇号在盖尔陨石坑的着陆点。盖尔陨石坑有35亿年的历史，96英里宽，后来充满了潮湿的沉积物和灰尘，然后被侵蚀掉。这种不寻常的地质环境让“好奇号”在绕着陨石坑行驶时，得以研究火星不同时代的历史。
作为一名外星地质学家，“好奇号”取得了绝对的成功:游览了火星上怪异的沙丘，记录了奇异的岩石构造和矿物盐，并证明了它着陆点附近的地区曾经是一条河流或一个湖泊的河口，那里不时会发生洪水和干涸。好奇号项目科学家约翰·格罗青格(John Grotzinger)以NASA一贯乐观的态度总结道，“这里的条件曾经适合生命存在”。探测车还发现了空气中氧气和甲烷的令人困惑的变化，这可能只是生物活动的迹象。但在寻找真正的生命或其遗骸的过程中，“好奇号”留下了令人沮丧的不确定性。
幸运的是，NASA的下一个火星漫游者(在该机构选择了一个真正的名字之前被称为火星2020)打算开始工作。它将配备专门用于寻找有机材料的工具:像那些与生物有关的碳基化合物。仅发现有机物还不能证明过去或现在存在生命，所以火星2020还有另一招。它将把最有希望的样本放入储存管中，并保存它们，以供未来的任务收集它们并带回地球，在那里科学家可以寻找微化石，并进行更为敏感的化学调查。这最后的1亿英里返回地球的旅程可能会最终回答火星到底是死是活的问题。
科里·s·鲍威尔(Corey S. Powell)是一名驻地球的科学作家和编辑，也是《地球科学》的联合主持人科学的规则!播客。他经常出现在推特上:@coreyspowell
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