12月6日那个周六,NASA失去了MAVEN的信号。这颗火星轨道器最后一次发来数据时,一切都还正常。按照预定轨道,它绕到了火星背面,地球上的天线暂时收不到它的信号。这很常规,每次绕背都这样。但这一次,当MAVEN该从火星另一侧出现时,深空网络的天线却什么也没听到。NASA现在正试图找回这颗卫星,但更大的麻烦在于:即便找回MAVEN,火星轨道上那几颗为数不多的中继卫星,也都在走向生命终点。~~~~三颗老兵MAVEN是NASA三颗火星轨道器里最年轻的那个,2014年9月抵达火星,到今年刚满11岁。它的两个前辈年纪更大:火星奥德赛号从2001年就在那儿了,火星勘测轨道器则是2005年发射的。换句话说,NASA目前环绕火星的三颗卫星,最年轻的也已经超期服役,最老的已经工作了24年。奥德赛号的燃料快见底了,工程师估计撑不过两三年。火星勘测轨道器状态好一些,燃料还能用到本世纪30年代,但它毕竟已经20岁了,谁也说不准哪天就出点毛病。欧洲空间局有两颗火星轨道器,火星快车和ExoMars痕量气体轨道器,也能客串通讯中继的角色。但火星快车比奥德赛号还老一岁,同样面临燃料耗尽的问题。ExoMars倒是年轻点,2016年才到,不过也早就超出了设计寿命。中国和阿联酋各有一颗火星轨道器在天上转,但它们并没有配备支持“跨国转接”的通信功能,帮不上忙。~~~~没有卫星,火星车就是聋哑人为什么NASA这么紧张这几颗老卫星?因为火星车离了它们,几乎干不了活。火星车当然可以直接和地球通话,但带宽实在太窄。想象一下用上世纪90年代的拨号上网速度传照片,一张高清图片可能要传好几个小时。而通过轨道器中继,数据传输速度能快几百倍。NASA的好奇号和毅力号火星车每天拍摄大量照片和科学数据,那些令人惊叹的火星地表全景图、岩石细节照,绝大部分都得靠头顶的卫星转发回地球。MAVEN的轨道特别有用。它在一个大椭圆轨道上飞行,最远能飞到距离火星表面4500公里的高度。在那个高度,它能一次性和火星车保持30分钟的通讯窗口,比其他低轨道卫星的中继时间长得多,所以能传输的数据量也是最大的。失去MAVEN之前,NASA说它的燃料足够用到本世纪30年代末。现在它突然失联,这个预期落空了。~~~~二十年前错过的机会NASA其实早就知道这个问题。2000年代初,他们曾认真规划过一颗专门的火星通讯轨道器,设计轨道和MAVEN现在用的差不多。但2005年,这个项目被砍了。NASA的逻辑是:给每次发射的火星科学探测器上顺便装个通讯中继功能不就行了?这种做法确实省钱,但代价是所有中继卫星都是科学任务的副产品,没有一颗是专职干通讯的。科学任务做完了,卫星就老了,燃料也快耗尽了。而火星上的探测任务还在继续,新的探测器还要发射,通讯需求只会越来越大。更尴尬的是,NASA现在正全力以赴要重返月球,火星明显成了次要目标。特朗普今年提交的2026财年预算提案里,MAVEN就在19个被建议砍掉的任务清单上。虽然美国国会最后否决了这些削减计划,但可以看出火星在NASA优先级表上的位置。~~~~外包给商业公司?好消息是,NASA已经开始找出路了。2024年,他们给了蓝色起源、洛克希德·马丁和SpaceX三家公司研究合同,让他们各自提出商业化的火星通讯中继方案。今年早些时候,美国国会通过的预算法案里专门拨了7亿美元,用固定价格合同的方式,让私人公司开发一颗高性能的火星通讯轨道器。蓝色起源和火箭实验室最近几个月都公开展示过自己的设计概念。NASA还没说什么时候开始招标。而火星上的卫星,正在一颗颗变老,变沉默。那个周六,MAVEN绕到火星背面之前,发回的最后数据显示,所有系统运行正常。它只是绕了个弯,就再也没有回来。这或许是个提醒:我们在火星上的眼睛和耳朵,比想象中脆弱得多。~~~~~~图为2013年发射前地面测试中的MAVEN火星探测器。图源:NASA/Kim Shiflett信源:Stephen Clark 发在 ArsTechnica 的相关报道
