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(專訪)負責火星探勘機器人操控華裔科學家嚴正 每日關鍵的15分鐘

鉅亨網/鉅亨網記者蔡宗憲 台北 2012.07.30 00:00
NASA華裔科學家嚴正。(鉅亨網記者蔡宗憲攝)

負責火星最新探測任務的「好奇號(Curiosity)」即將在 8 月 6 日登陸火星,這也是美國航太及太空總署(NASA)繼2001年之後,再度讓機器人上到火星。這一次,機器人的設備更為先進,除了體積、重量較前一代機器人更大、更重之外,能源亦來自於核能,不僅克服了上一代機器人只能使用太陽能發電的情況,機器人上更裝設樣本採集手臂,可直接在火星地表上採集物質並進行檢測,將資訊回傳至地球,可望再為太空探險發展再寫下新的歷史。

嚴正是這次好奇號火星探測計畫中唯一駕駛機器人(Rover Driver)的華裔科學家,出生成長於台灣,清大數學系畢業的他,赴美國愛荷華大學攻讀應用數學與機械博士,1997年進入NASA工作,他表示,探究太空事務、生命起源是一件很有趣的事情,火星與地球有很多相似度,若可以在火星上探究到水源,即可找到生命存在的跡象,正因為對太空事物相當好奇,他選擇進入NASA工作,一做就到現在,他表示,到了NASA才發現宇宙的無窮無盡,更讓他感覺能從事這樣的工作,不枉此生。

嚴正表示,他在NASA主要負責的工作是操控火星探測機器人。操控火星機器人與一般人的想像大不相同,並非直接操控就可讓探勘機器人行動,而是必須有完整的路線規劃,考量到地形、可能潛在的障礙物等,才可讓機器人前進。

而且,嚴正指出,由於火星與地球一樣會自轉,當它自轉離開可收訊範圍,地球就無法順利與其取得連繫,因此每天約只有15-20分鐘的時間可將訊號傳遞回地球上,每天這15-20分鐘,就是地球與機器人溝通的關鍵時刻。

嚴正說,每天這15-20分鐘當中,除了要能精準將訊號傳遞到火星,更要防止被駭客截走,而每天所做的前置作業,若以路程來看,機器人走30-40公尺的距離,就要花掉地面人員約 8 小時以上的前置作業時間。

首先,科學研究人員必須決定機器人該去火星的哪個地方進行探勘,接著由操控小組人員研究設計路線,並在地面控制中心依照機器人拍攝回傳的照片,設置一個模擬環境,其中包含路線、地形及可能會遇到的障礙物,再者,當機器人開始移動時,研究人員必須在過程中嚴密監控機器人拍攝的照片,是否有定位重複的情況,若有重覆,即意味著機器人可能卡在沙坑或是岩石之間的縫隙,必須進行障礙排除。

每天,機器人在火星上所做的工作多是照片拍攝與資料採集,嚴正表示,前一代機器人精神號只能進行拍照蒐集資料的工作,但即將在 8 月 7 日登陸月球的「好奇號」,除了可以拍照之外,還多了機器手臂,可以採集火星當地物質,並直接在機器人機身內部進行物質分析,再將相關資料傳遞回來,增加研究與探勘效率。(接下頁)

模擬好奇號登陸火星畫面(圖取自維基百科)

[NT:PAGE=$]另外,好奇號這次採用的能源是核能,與前一台精神號所採用的太陽能不同,嚴正指出,會改變能源使用的方式,主要還是考慮使用太陽能會受到陽光與天候的限制,核能則沒有;雖然好奇號在夜間因無陽光而無法拍攝清楚照片、或進行物質的探測,不過採用核能的好處是,好奇號能在冬天嚴峻的氣候環境下,避免白天因為沒有足夠的陽光產生動力而進行探測工作。

嚴正指出,整個NASA負責火星相關研究的案子有數千人,而其中負責落地與操控機器人的就有上百人,實際負責操控機器人、路徑規劃等的人則約有15個,這些人包含他在內,每個人除了過地球時間外,在工作上,為了配合每天傳遞資料僅有的15-20分鐘,就必須過著獨特的火星時間,每天有 24小時37分鐘,大概半個月左右,就會變成日夜顛倒的作息,雖然奇怪,也得適應才行。

登陸火星機器人KUSO照。(圖片:嚴正提供)

NASA所公布「恐怖7分鐘」模擬畫面

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