王 旺
在歐洲太空總署“火星快車”探測中,有一個中國人受到世人的關注,他就是北京大學的空間物理和應用技術研究所副所長、德國馬普高空物理所客座研究員王勁松博士。
做“火星快車”的“耳朵”
“擬人”是王勁松擅長的表達方式。他說,自己其實是在“火星快車”母船的“耳朵”部分工作。“耳朵”是個雷達,學名叫火星地下分層及電離層探測雷達。
這個“耳朵”的天線長達40米,發射的電波能穿透到火星地表以下幾公里。“耳朵”向火星發送電波,然后接收回波加以數據分析和處理。工作原理是,電波發送后,經過大氣層、火星地層、地表下的水。大氣層中的電離層和水對電波都有較大影響,而火星地層對電波的影響較小,所以對“耳朵”部分的工作人員來說,最重要的是分清是哪一部分對電波產生影響,然后把不是水的那部分影響剔除掉。
但是,火星大氣層中的電離層會干擾探測的進行。王勁松博士說,這好比一架不錯的望遠鏡,但鏡片前面卻有一層霧,火星上的電離層就好比這層霧,它會干擾和衰減探測信號,影響探測的結果。“我們的工作就是幫助探測雷達擦掉這層霧”,讓雷達看到真實的火星地下結構,特別是可能的“地下水庫或冰庫”,幫助“火星快車”獲得精確結果。除了新研制的探測雷達,“火星快車”上攜帶的一架立體、彩色照相機,分辨率可以達到2米,即便在火星上放一張辦公桌,在幾百公里高空的“火星快車”上都能拍得下來。
王博士說,他并沒有參與此次計劃的最核心部分。假如“火星快車”計劃是塊蛋糕,他沒有參與蛋糕的制作過程,只是在分析或研究蛋糕的過程中貢獻了他自己的一點力量。
“最樂觀的預期是直接找到生命”
“火星快車”最樂觀的預期是:登陸成功和所有儀器不出故障,百分百能找到水,水有多少和怎么分布。其次是找到生命存在的某種跡象和證據,比方說化石、恐龍蛋、糞便等。第三是找到適合于人類理解的生命存在的某種環境,最后是火星表層的化學反應。
如果直接找到生命,或者生命存在的確切證據,比方說拍到一張動物奔跑的照片。這是最瘋狂的設想。悲觀地說,是毛骨悚然,樂觀地說,是欣喜若狂。它將完全改變人類的宇宙觀,這當然是最樂觀的預期。中性的表述應該是,我們正準備面對一次人類歷史上沒有前例而且相當長時間內沒有后來者的沖擊。
幾個世紀以來,火星上是否有生命存在的可能性,一直是人類關注的熱點,人們產生許多近乎虛幻的狂想。有人認為金字塔之謎、瑪雅文化的困惑等等懸而未決的世紀疑團有可能與火星相關,科幻小說、電影等都用藝術手法展現人們無窮的想象力,在這里人們可以淋漓盡致地發揮。然而,如果這一切成為現實,地球人類將會怎樣?
據王博士的分析,他認為對火星上生命的探測有可能影響人們的哲學思考和價值觀,進而改變人們的宇宙觀,改變地球為中心的“地球沙文主義”。人們在發現自己生活的地球之外還有“鄰居”——其他生命形式的存在。這是悲喜交加的感情,對人類思想產生的沖擊和顛覆無法估量。人們過去對生命和思維的定義都有可能重寫,人們的極限認識再次突破。這種探索在科學家們的思想中充滿了沖撞和激情。
入選歐洲火星計劃專家陣容
王勁松1991年畢業于北京大學空間物理專業,1994年北大空間物理專業獲碩士學位,1997年在中科院空間中心獲博士學位,隨后在北大與肖佐教授合作,從事博士后研究2 年。現為北大空間物理專業副教授。
王博士建立了我國第一個二維時變熱層—電離層耦合模型,利用該模型并結合觀測資料,系統研究了日食的電離層效應、聲重波傳播。最近通過國際合作,成功地將該模型的有關思想應用于火星電離層研究,預言了火星電離層頂部的新波模,解釋火星沙塵暴期間電離層峰值濃度與高度的變化,是國內電離層領域優秀年輕骨干。
1999年3月,歐洲太空總署決定集中各國航天優勢,于2003年發射歐洲“火星快車”探測器,探索火星的奧秘,借此回答關于火星上是否有水以及生命的種種疑問。
2001年1月,在全球眾多應試者中,剛過30歲的王勁松副教授,由于在地球電離層研究上的成就和北大科學家們在國際上的良好聲譽,被歐洲火星計劃項目組選中,到德國馬普高等高空物理研究所參與歐洲“火星快車”計劃,負責“擦亮”火星快車的眼睛。
據悉,我國研究火星的科學家屈指可數,直接加入實際探測的少之有少,而王博士是極少數參與的科學家之一。
想做天文學家
王勁松1970年出生在湖北監利鄉村。他1987年7月畢業于監利一中,以優異的成績考取北京大學地球物理學系。
監利一中教師彭峰曾擔任王勁松的班主任,他是最早發現這個學生潛能的人。“考進一中時,他是最后一名。”彭老師透露,王勁松的中考成績并不突出,且英語成績很差。
進校不久,學校舉辦秋季運動會,班上幾乎沒有人報名。王勁松當時年紀最小、個子也小,但對集體活動顯得很熱情,報了5000米長跑。
在比賽中,別的選手跑到終點時,王勁松還剩兩圈。雖然成績最差,但他咬牙為集體爭榮譽的精神,給全校師生留下了深刻印象。
到高二時,王勁松開始長個子,各科成績直線向上,隨后長期“霸占”年級前三名。彭老師力排眾議,讓他當上了班長。
1987年,他以理科598分的成績考取北大空間物理系。其后經常回母校串門,為師弟師妹們講解學習技巧,很受歡迎。
王勁松從小對天文一直很愛好,當年他的愿望是想做天文學家,后來因為高考的時候,這個專業不在湖北招生,他只好報考了一個相近的空間物理。大學畢業后十多年一直從事空間物理研究。2001年他開始到歐空局工作時,也沒有想到跟天文掛鉤,如今卻做起“火星快車”的“耳朵”來了。可見興趣是引向成功之母。