JPL開放日與火星探索

近日，美國太空總署的毅力號（Preservance) 火星探測器成功登陸火星，吸引了億萬地球人的目光。毅力號是由位於南加州的JPL(噴氣推進實驗室）製造和操控。這讓我想起了四年前在JPL開放日參觀那裏的太空任務控製中心及其他設施的場景。

JPL, 全稱是Jet Propulsion Laboratory, 起源可追溯到1936年加州理工學院的古根海姆航空實驗室。幾名該學院的學生（其中包括錢學森）在實驗室內研究“火箭項目”；在空氣動力學專家馮.卡門教授（Theodore von Karman)的支持下，該“火箭項目”在三年後獲得了美國陸軍的財政支持。

 

1943年，美軍情報部門探知德軍正在建立大規模的火箭發射基地，逐火速撥款成立加州理工學院噴氣推進實驗室（JPL), 下設彈道、材料、噴氣、結構四組。其中錢學森任噴氣研究組組長。

 

二戰結束後，美軍委托JPL對由納粹德國研製的V2導彈及其他的軍事項目進行戰果評估。基於此研究成果，JPL研製了幾款彈道導彈。此項研究直到1958年才被停止。

 

1958年，正值美蘇太空競賽的上升階段，JPL的政府職權全部轉移到了新成立的NASA, 以協助完成軍方技術轉移到民用太空研究的政治任務。在職權轉移後，JPL(噴氣推進實驗室)保留了其原來的名字，並全心專注於太空研究之中，JPL的無人星際探索任務就此開始。

 

幾十年來，JPL進行了很多探索太陽係行星的太空任務，如探索金星的麥哲倫號、探索木星的伽利略號等等。而其中的重中之重則是火星任務。現在的JPL共有約5000名全職加州理工學院的雇員，此外還有幾千個以其他合同形式雇用的員工。他們負責運行現有的十多項太空任務、及研發多項未來的太空任務。

 

每年五月份的一個周末，JPL會有一個公眾開放日給民眾參觀。這些參觀是免費的，但公眾要預先申請，而且是名額有限，先到先得。

 

2017年五月的開放日，我們有幸“搶到”兩張參觀名額。早上八點，我們開車前往JPL; 到了大門口，門崗檢查了一下我們的證件和網上打印的參觀證，隨即放行。

 

JPL裏麵的停車場有五六層樓那麽大，估計可以停上近千輛汽車。我們停好車後，隨人流參觀了幾處實驗室設施，以及裏麵有關科學技術的展示。近中午時分，我們決定去參觀JPL最熱門的任務控製中心（Mission Control Center)。

 

當天陽光燦爛，排隊的人很多；由於裏麵空間有限，當局隻允許二三十人為一組入內參觀。我們在烈日下排隊等候了近一個小時，才輪到我們入內。

 

據導遊介紹，JPL的任務控製中心是24小時不間斷地運行。除了在南加州的深空探測設施外，JPL還利用在西班牙馬德裏和南半球澳洲的設施來觀察和收發信號。現在這裏還實時操控著十幾個太空任務，如好奇號、火星科學實驗室、火星奧德賽號等等。

 

我們在控製大廳內逗留了約一分鍾時間。裏麵麵積不大，布滿了電腦設備、大屏幕；約十名工作人員分成幾組、在電腦麵前工作。

 

離開任務控製中心後，我們前往其他展覽大廳參觀。

這裏展示了旅行者1號（Voyager 1)和旅行者2號(Voyager 2)的實體模型。它們都在1977年發射，並從1970年代開始探測太陽係的行星。現在，它們已經飛到了太陽係邊緣，成為距離地球最遠的人造物體。直到2020年，JPL仍然能接收到旅行者2號的信號。

值得一提的是，兩艘旅行者號都攜帶了一張鍍金的唱片，其中包含了來自地球的圖片和聲音。取得這張金唱片的任何一個星際文明、外星人，甚至未來的人類，都能還原旅行者計劃的訊息。

另一邊則展示了洞察號（InSight)火星探測器的實體模型。

洞察號是一顆用於研究火星行星內部結構的火星無人著陸探測器。它於2018年五月由火箭發射升空，同年十一月在火星著陸。此後，洞察號由JPL進行管理，並在火星表麵進行多次科學任務。

 

稍後，我們前往JPL的材料及生產實驗室內參觀。

 

這是講解員在講述Surface Water and Ocean Topography (SWOT) 衛星模型。該衛星主要用於地表水和海洋地形的觀察調查。

下圖顯示JPL工作人員對各種設備進行測試、材料分析、安裝檢查。

下圖是為少年兒童展示火星無人探測器的模型。一顆無人探測器可以進行多種科學實驗。

下圖為JPL的生產（實驗）機床。

 

下圖為JPL的生產（檢測）車間。

 

我們在JPL內一直參觀到下午五點鍾，才依依不舍地回家。還有很多JPL設施（如模擬火星地表的Mars Yard ）沒有來得及去看。

 

最後，說說這次毅力號火星探測器（Perseverance)的情況。

毅力號火星車由JPL製造。該車重約一噸，大致相當於一輛SUV的大小。它於去年七月由火箭發射升空，今年2月18日下午成功登陸火星。

毅力號的外觀與好奇號大致相同，攜帶7種科學儀器，23個攝像頭，兩個麥克風，任務計劃探測方圓幾十公裏的耶澤羅撞擊坑（位於火星北半球）附近的火星表麵。毅力號還攜帶了一台名為機智號的無人機，配合毅力號進行科學研究。

 

以下視頻為JPL任務控製中心的工作人員慶祝毅力號登陸火星

 

 

以下為毅力號火星車傳回的其第一張360度火星照片。

 

 

資料來源：https://en.wikipedia.org/wiki/Jet_Propulsion_Laboratory?

 

[烽火流星]

期待JPL下一次開放日。