勇氣號火星探測器

勇氣號（Spirit）也稱為 MER-A（火星探測漫遊者–A）或 MER-2，是一輛從 2004 年一直活躍至 2010 年的火星機器人漫遊車。“勇氣號” 在火星上運行了個火星日或 3.3 個火星年（日；6 年 77 天）。它是由噴氣推進實驗室管理的美國國家航空航天局火星探測漫遊者任務中的兩輛探測車之一。2004 年 1 月 4 日 04 時 35 分，勇氣號成功降落在古瑟夫撞擊坑內，比它孿生的機遇號火星車（MER-B）早三週登陸火星。它的名字是透過美國宇航局贊助的學生作文競賽中所選出。2009 年末，該火星車被困於 “沙坑” 中，角度妨礙了它的太陽能電池板充電，它與地球的最後一次通訊是在 2010 年 3 月 22 日。

該火星車完成了計劃的 90 個火星日任務（略少於 92.5 個地球日）。在清潔活動幫助下，太陽能電池板產生了更多的電能量。勇氣號的有效執行時間比美國宇航局任務規劃人員所預期的長 20 多倍，它還記錄了 7.73 公里（4.8 英里）而非計劃中 600 米（0.4 英里）的行駛里程，從而可對火星岩石和行星表面特徵進行更廣泛的地質分析。任務第一階段（90 個火星日主要任務）的初步探測結果發表在《科學》雜誌的一期特刊上。

2009 年 5 月 1 日（在著陸後的 5 年 3 個月 27 個地球日，為所計劃任務時間的 21 倍）勇氣號受困於軟沙中，這並非該任務第一次遇到的 “陷入事件”，在接下來的八個月裡，美國宇航局仔細分析了這一情況，並在地球上進行理論和實踐模擬，最後對探測車進行程式設計，嘗試驅動車輛駛出困境。這些努力一直持續到 2010 年 1 月 26 日，當時美國宇航局官員宣佈，火星車可能因陷於軟沙中而無法脫困，但它仍可在原地繼續從事探測活動。

探測車繼續充當固定探測平臺，直止 2010 年 3 月 22 日（第火星日）通訊中止。噴氣推進實驗室仍嘗試與其恢復通訊，但到 2011 年 5 月 24 日，美國航天局宣佈不再聯絡無響應的火星車，並宣告該任務業已結束。

此後不久，美國宇航局在總部舉行了正式告別儀式。

任務概述

勇氣號的主要地面任務計劃至少持續 90 個火星日，該任務獲得數次延期，持續了大約 2208 個火星日。2007 年 8 月 11 日，勇氣號在第 1282 個火星日成為火星表面執行時間第二長的著陸器或漫遊車，比海盜 2 號著陸器長一個火星日，直到 2010 年 5 月 19 日才被機遇號超越。海盜 2 號由核電池供電，而勇氣號則由太陽能電池板供電。執行週期最長的火星探測器是海盜 1 號，它在火星表面運行了 2245 個火星日。2010 年 3 月 22 日，勇氣號發出了最後一次通訊，因此，它只比海盜 1 號的運營時間短一個多月。在勇氣號更新檔案中可找到有關漫遊車狀態的每週更新資料。

截至 2010 年 3 月 22 日（第 2210 個火星日），勇氣號總行駛里程達到 7730.50 米（4.8 英里）。

目標

火星探測漫遊者任務的科學目標是：

尋找並描述各種具有過去水活動線索的岩石和土壤，特別是搜尋那些透過與水有關的作用如降水、蒸發、沉積膠結或熱液活動等所沉積的礦物樣本。
測定著陸點周邊礦物、岩石和土壤的分佈和構成。
確定何種地質作用塑造了當地地形並影響了化學反應，這些作用可能包括水或風的侵蝕、沉積、熱液機制、火山活動和撞擊事件。
校對和驗證火星勘測軌道飛行器上儀器所觀測的表面，這將有助於確定各種從軌道測量火星地質的儀器的精確性和有效性。
尋找含鐵礦物，識別並量化含水或在水中形成的特定礦物型別的相對數量，如含鐵碳酸鹽。
描述岩石和土壤的礦物種類和質地，並確定產生它們的作用過程。
尋找存在液態水時所具有的環境條件地質線索。
評估這些環境是否有利於生命。

美國宇航局從火星環境是否適合生命的問題入手，來尋找火星上存在生命的證據。科學上已知的生命形式需要水，因此火星上水的歷史是一項關鍵的資訊。儘管火星探測車沒有直接探測生命的能力，但它們可提供非常重要的有關火星曆史上環境宜居性的資訊。

命名

美國國家航空航天局 2003 年火星探測計劃，官方正式名稱火星探測漫遊者，代號 MER。勇氣號是兩部雙胞胎火星車中的第一部，代號 MER-A。

除了官方正式名稱和代號，2002 年 11 月 4 日，兩部火星車發射之前，美國國家航空航天局宣佈與丹麥著名玩具製造商樂高公司和行星學會合作，由樂高贊助舉辦火星漫遊車命名競賽，面向 5 至 18 歲美國青少年為兩部雙胞胎火星車徵集名字。凡是在美國學校學習，並在 2002 年秋季學習註冊過的學生均可報名參加。競賽活動於 2003 年 1 月 31 日截止，最後結果於 2003 年 6 月 8 日，第一部火星車勇氣號發射前夕對外公佈。

這次活動總共為兩部雙胞胎火星車徵集到了將近 10000 個名字，其中來自美國亞利桑那州的 9 歲女孩索菲・柯林斯提出的方案從眾多方案中脫穎而出，被美國國家航空航天局採用。

我曾居住在孤兒院裡。

那裡又黑又冷又孤獨。

晚上，我仰望閃爍星空會感覺好些。

我夢見我能飛向那裡。

在美國，我能讓我的夢想成為現實……

謝謝你，勇氣號和機遇號。

— 索菲・柯林斯，9 歲

設計與建造

勇氣號（及其孿生的機遇號火星車）為六輪太陽能機器人，高 1.5 米（4.9 英尺）、寬 2.3 米（7.5 英尺）、長 1.6 米（5.2 英尺），重 180 公斤（400 磅）。搖桿轉向架系統上的六隻車輪可在崎嶇地形上行駛。每隻車輪都裝有馬達，車輛能前後轉向，設計可在高達 30 度的斜坡上安全執行，最高時速 5 釐米 / 秒（2 英寸 / 秒）；每小時 0.18 公里（0.11 英里 / 小時），但平均速度約為 1 釐米 / 秒（0.39 英寸 / 秒）。勇氣號和機遇號上都有從倒塌的世貿中心大樓中回收的金屬碎片，這些金屬碎片被 “製成了防護罩，以保護鑽探裝置上的電纜”。

太陽能電板每個火星日約產生 140 瓦的電能，最長可達四小時，而可充電鋰離子電池則儲存電能供夜間使用。勇氣號上的車載電腦使用一塊 20 兆赫的 IBM RAD6000 晶片，配有 128 兆動態隨機儲存器、3 兆只讀存貯器和 256 兆的快閃記憶體。探測車工作溫度範圍為攝氏 ±40 度（華氏 - 40 度到 104 度），由放射性同位素加熱器提供基本溫度環境，必要時輔以電加熱器，而金箔和二氧化矽凝膠層則提供隔溫保護。

通訊依靠以低資料速率通訊的全向低增益天線和可操縱的高增益天線，兩者均可直接與地球聯絡。低增益天線也被用於將資料傳遞到繞火星執行的中繼軌道器上。

4.1 科學酬載

探測儀器包括：

全景相機–檢查當地地形的紋理、顏色、礦物型別和結構。
導航相機–單色，視場更寬但解析度較低，用於導航和駕駛。
小型熱輻射光譜儀–識別感興趣的岩石和土壤以進行更仔細的檢查，並確定形成它們的作用。
避障相機，兩臺 120 度視場的黑白相機，可提供有關漫遊車周圍環境的額外資料。

漫遊車的機械臂上安裝有以下儀器：

微型穆斯堡爾光譜儀（MB）–用於對含鐵岩石和土壤的近距離礦物研究。
阿爾法粒子 X 射線光譜儀 (APXS)–對構成岩石和土壤的元素丰度進行近距離分析。
磁鐵–用於收集磁性塵粒。
顯微成像儀（MI）— 獲取岩石和土壤的近距離高解析度影像。
岩石鑽磨工具（RAT）- 剝露出新的岩層，以供車載儀器檢查。

任務年表

5.1 2004 年

勇氣號火星探測車於 2004 年 1 月 4 日地面標準世界時 4 時 35 分成功著陸在火星表面，這是它 90 個火星日任務的開始，但太陽能電板的清潔事件意味著這將是一項一直持續至 2010 年的更長任務的開始。

5.1.1 著陸點：“哥倫比亞” 紀念站

在勇氣號著陸點拍攝的帶有註釋的哥倫比亞丘陵全景圖，從左至右分別為安德森峰（方位角 95.5 度、距離 3.1 公里）、布朗峰（97.4 度、2.9 公里）、喬拉峰（100.8 度、3 公里）、克拉克峰（106.1 度、3 公里）、赫斯本德峰（113.9 度、3.1 公里）、麥庫爾峰（125.1 度、4.2 公里）、拉蒙峰（129.7 度、4.4 公里）。

勇氣號的目標是一座過去似乎受到液態水影響的古瑟夫撞擊坑，它以前可能是一座巨大撞擊隕石坑中的古湖泊，距的目標橢圓區中心約 10 公里（6.2 英里）。

著陸器在安全氣囊保護下降落到地面後，漫遊車露出並開始拍攝全景影像。這些資訊為科學家提供了要選擇的地質目標及驅車前往這些地點進行現場勘查所需的資訊。下面的全景圖顯示了一片略微起伏的表面，四處散落著小石塊，3 公里（1.9 英里）外的地平線上分佈著山丘。火星探測漫遊者團隊將該著陸點命名為 “哥倫比亞紀念站”，以紀念在哥倫比亞號太空梭失事中遇難的七位航天員。

沉睡谷是上圖右側火星地面上的一處淺窪地，是探測車駛離著陸器平臺時的早期目的地。美國宇航局的科學家們對該隕石坑非常感興趣。它寬 9 米（30 英尺），位於著陸器以北約 12 米（39 英尺）處。

5.1.2 首幅彩色照片

右邊是勇氣號火星探測車上全景相機所拍攝的第一張彩照，這是在另一顆行星表面拍攝的最高解析度影像。據康奈爾大學的相機設計師吉姆・貝爾（Jim Bell）介紹，全景拼接圖由四幅三倍寬的全景相機影像組成。最初顯示的圖片全尺寸為 4000×3000 畫素，但一張完整的全景照片甚至比它還大 8 倍，並且能以立體方式拍攝（即兩張完整的照片，使解析度再提高一倍），色彩相當準確。（有關技術解釋，請參見 人眼範圍外的顏色 ）。

火星探測漫遊者的全景相機為黑白拍攝裝置，13 片旋轉濾鏡輪可生成同一場景不同波長下的多幅影像。一旦在地球上接收到這些影像，就可將它們組合成彩色影像。

5.1.3 第個火星日快閃記憶體異常

2004 年 1 月 21 日（第個火星日），勇氣號突然停止了與任務控制中心的通訊。次日，漫遊車發出 7.8 位元組 / 秒的嗶嗶聲，確認它收到來自地球的訊號，但表明探測器認為自身處於故障模式，只能間歇性地響應指令。這被描述為一種非常嚴重的異常，但如果只是軟體或記憶體損壞問題，而非嚴重的硬體故障，則有可能得到修復。勇氣號被指示發回工程資料，並於 1 月 23 日傳送了數條低位元率的簡訊息，最後透過 X 波段將 73 兆位元組傳輸到 2001 火星奧德賽號。工程資料的讀數表明漫遊車並未進入休眠狀態。因此，它正處於耗能和過熱中 — 若不盡快修復，這些風險因素可能會毀掉漫遊車。在第 20 個火星日，指令團隊向它傳送了一條 “SHUTDWNDMTTIL” 指令（“關閉該死的直到”），試圖讓它暫停至指定時間，但它似乎忽略了這條指令。

當時的主流看法認為漫遊車陷入了 “重啟迴圈” 中。如果漫遊車出現故障它就會自動重啟，但如果在重啟過程中發生故障，則它將永遠重啟下去。重啟後問題仍在的事實表明，錯誤不在隨機儲存器中，而是在快閃記憶體、只讀儲存器或硬體故障中，最後一種情況可能會毀掉這輛漫遊車。設計師們事前已考慮到了快閃記憶體和只讀儲存器會出現錯誤的可能，漫遊車可在不接觸快閃記憶體的情況下重新啟動，無線電本身可解碼有限的指令集 — 這足以讓漫遊車在不使用快閃記憶體的情況下重啟。由於不訪問快閃記憶體，重啟迴圈就被會被中止。

2004 年 1 月 24 日（第個火星日），漫遊車維修團隊宣佈問題出在勇氣號的快閃記憶體和所寫入的軟體上。據信快閃記憶體硬體工作正常，但軟體中的檔案管理模組 “不夠穩定”，無法執行問題發生時勇氣號所執行的操作，這表明問題是由軟體缺陷而非硬體故障所引起。美國宇航局工程師們最終得出的結論是檔案系統中的檔案太多，這是一相對較小的問題。這些檔案大多包含不需要的飛行資料。在意識到問題所在後，工程師們刪除了一些檔案，並最終重新格式化了整個快閃記憶體系統。2 月 6 日（第個火星日），漫遊車恢復到原來的工作狀態，科探活動得以繼續進行。

5.1.4 首次研磨火星岩石

作為在火星上首次有目的研磨的岩石，勇氣號團隊選擇了一塊名為 “阿迪朗達克” 的岩石。為行駛到那裡，漫遊車沿 95 釐米（37 英寸）弧線轉彎 40 度，然後原地轉身面朝目標岩石，並前後進退四次計 1.9 米（6.3 英尺）接近目標。之所以選擇阿迪朗達克巖而非另一塊更靠近的 “生魚片”（Sashimi）岩石，是因為阿迪朗達克岩石表面更平整，更適合岩石鑽磨工具（又名 “耗子”）。勇氣號在岩石上鑽出了一個直徑 45.5 毫米（1.79 英寸），深度 2.65 毫米（0.104 英寸）的小凹孔，並使用漫遊車上的顯微成像儀和其他儀器對新露出的岩石內部進行了勘查，確認該岩石為火山玄武岩。

5.1.5 漢弗萊岩石

2004 年 3 月 5 日，美國宇航局宣佈勇氣號在火星一塊被稱為 “漢弗萊”（Humphrey）的岩石中發現了曾經有過水的跡象。麥克唐納大學教授兼聖路易斯華盛頓大學地球和行星科學系主任雷蒙德・阿維森（Raymond Arvidson）在美國宇航局的新聞釋出會上報告說：“如果我們在地球上發現了這塊岩石，我們會說它是一塊曾被少量流體流過的火山岩”。相較於孿生漫遊車 “機遇號” 發現的岩石，它是由岩漿形成，然後在小裂縫中夾雜有看起來像結晶礦物的明亮物質。如果這一解釋成立，那麼這些礦物很可能溶解在水中，水要麼被帶至岩石內部，要麼在岩石形成後的後期與岩石相互作用過。

5.1.6 邦納維爾撞擊坑

2004 年 3 月 11 日的第個火星日，勇氣號在行駛 400 碼（370 米）距離後，到達了邦納維爾撞擊坑。該隕坑直徑約 200 米（220 碼），坑底位於地表以下約 10 米（11 碼）。噴氣推進實驗室認為，將漫遊車駛入隕石坑並非明智之舉，因為在裡面沒有看到任何感興趣的目標。勇氣號沿南側邊緣行駛，繼續朝西南方駛向哥倫比亞丘陵。

勇氣號在第 105 個火星日抵達密蘇拉隕擊坑（Missoula），該隕坑直徑約 100 米（91 米）、深 20 碼（18 米）。密蘇拉隕擊坑因其所含岩石較舊，未被視為高優先順序目標，漫遊車繞過它的北側邊緣，繼續向東南方行駛。

然後它在第 118 個火星日到達拉洪坦隕擊坑（Lahontan），沿邊緣行駛至第 120 個火星日。拉洪坦坑直徑約 60 碼（55 米）、深約 10 碼（9.1 米）。一道長長的蜿蜒沙丘從它的西南側延展開來，勇氣號繞著它前行，因為疏鬆的沙丘對漫遊車車輪的抓地力存在未知的風險。

5.1.7 哥倫比亞丘陵

勇氣號從邦納維爾撞擊坑直奔哥倫比亞丘陵途中，只在地形難以導航時，工程師才會直接進行操控，否則，漫遊車將以自主模式行駛。在第 159 個火星日，勇氣號到達了哥倫比亞丘陵基地的第一個目標地 —“西脊”（West Spur），並對漢克凹谷（Hank's Hollow）進行了 23 個火星日的研究。漢克凹谷內有一塊被稱為 “金壺巖” 的奇石，它位於一片光滑區域中，抵近分析較為困難。在使用阿爾法粒子 X 射線光譜儀和穆斯堡爾光譜儀進行詳細分析後，發現其中含有赤鐵礦，這種岩石可以透過水的作用形成。

由於日落以及塵埃的影響，太陽能電池板產生的電能降低，因此，漫遊車切換為深度休眠模式，在這種模式下，即使儀器出現故障，漫遊車也會在夜間徹底關閉系統以節省能源。選擇這條線路也是為了讓漫遊車的太陽能板儘可能朝冬季的陽光方向傾斜。

從這裡起，勇氣號沿山腳向北駛向在第 192 至 199 個火星日期間進行研究的羊毛地（Wooly Patch）。截止 203 個火星日，勇氣號向南駛上了山坡，到達名為 “克洛維斯”（Clovis）的岩石旁，並在第 210 到 225 個火星日對克洛維斯進行了鑽磨和分析。克洛維斯巖之後的相繼目標則分別為火星日第 226-235 天的埃比尼澤（Ebenezer）、第 270 天的泰特爾（Tetl）、第 281-295 天的烏赫本（Uchben）和佩林（Palinque）以及第 296-303 日的盧特菲斯克（Lutefisk）。從第 239 至 262 日，勇氣號因行星凌日而斷電，當時與地球的通訊暫時中斷。勇氣號沿之字形路線緩慢地向赫斯本德山頂攀行，在第 344 個火星日準備翻過新指定的 “坎伯蘭嶺”，進入 “拉里瞭望臺” 和 “田納西谷”。勇氣號還與歐空局的軌道器火星快車號進行了通訊測試，雖然它通常只與美國宇航局的火星奧德賽號和火星全球探勘者號軌道器通訊。

5.2 2005 年

5.2.1 行駛到赫斯本德山

勇氣號現已在火星上運行了一整個地球年，正緩慢地向赫斯本德山頂駛去。這很困難，因為山坡上遍佈著岩石障礙和沙地，經常導致滑移，無法按計劃路線行駛。2 月，勇氣號的電腦接受了軟體更新，提高了行駛自主性。第 371 個火星日，勇氣號抵達坎伯蘭嶺（Cumberland Ridge）頂端附近一塊名為 “和平”（Peace）的岩石旁。第 371 個火星日，勇氣號使用鑽磨工具碾磨了和平巖。到第 390 個火星日（2005 年 2 月中旬），勇氣號朝 “拉里瞭望臺”（Larry's Lookout）方向前進，倒車上山。當時，科學家們正嘗試為這次攀登節省儘可能多的電能。

勇氣號沿途還考察了一些目標，包括在這顆紅色星球上發現的鹽分含量最高的土壤 - 帕索・羅布爾斯（Paso Robles），土壤成分中也含有大量的磷，但遠不及勇氣號取樣的另一塊岩石 “許願石”（Wishstone）中的高。勇氣號科研成員之一的史蒂夫・斯奎爾斯（Steve Squyres）博士在談及這一發現時說，“我們仍在努力弄清楚這意味著什麼，但很明顯，周圍有這麼多鹽，水在這裡起了作用”。

5.2.2 塵捲風

2005 年 3 月 9 日（可能是在火星夜晚），漫遊車的太陽能電池板效率從原來的約 60% 躍升到 93%，隨後在 3 月 10 日發現了塵捲風。美國宇航局的科學家們推測，一定是塵暴將太陽能電池板清掃得乾乾淨淨，這可能會大大延長任務持續時間。這也標誌著勇氣號或機遇號首次發現了塵暴，顯而易見地成為迄今為止任務的最大亮點之一，之前塵暴只被火星探路者號探測器拍攝到。

2005 年 3 月 12 日（第個火星日），監測火星勇氣號的任務成員報告說，與塵暴的幸運相遇清潔了機器人的太陽能電池板，能量水平顯著提高，預計日常的探測研究將會進一步擴大。

5.2.3 赫斯本德山頂

截至 8 月，勇氣號距離頂端只有 100 米（330 英尺）。在此，人們發現赫斯本德山有兩座山峰，其中一座略高於另一座。8 月 21 日（第個火星日），勇氣號抵達了赫斯本德山真正的頂峰，成為首架登上另一顆星球山頂的探測器，全程共 4971 米。

在平坦的山頂上，勇氣號拍攝了一幅包括整座古瑟夫撞擊坑在內的 360 度真彩全景圖。為更好地測定火衛一和火衛二的執行軌道，漫遊車在夜間對它們進行了觀測。在第 656 個火星日，勇氣號配合地球軌道上哈勃太空望遠鏡，使用全景相機觀測了火星天空和大氣層的不透明度。

勇氣號從山頂發現了一處稱之為 “本壘巖” 的醒目構造，這是一個有趣的目標，但勇氣號稍後將趕往麥庫爾山，以便在即將到來的冬季前讓太陽能電池板朝向太陽傾斜。10 月底，漫遊車駛下赫斯本德山前往本壘巖。在下山路上，勇氣號在第 690 個火星日到達名為 “科曼奇”（Comanche）的岩層。科學家利用全部三臺光譜儀獲取的資料發現，科曼奇巖層約四分之一的成分為碳酸鎂鐵，其丰度十倍於之前在火星所有岩石中發現的碳酸鹽。碳酸鹽起源於潮溼、接近中性的環境中，但溶於酸。科曼奇巖層的發現是火星探測任務漫遊車首次明確證明了過去火星的環境可能比漫遊車早前所發現的潮溼酸性環境更適合生命。

5.3 2006 年

5.3.1 行駛到麥庫爾山

2006 年，勇氣號駛向一處稱為 “本壘巖” 的區域，並於 2 月到達。要了解有關美國宇航局 2006 年事件，請參見 勇氣號 2006 年檔案。

勇氣號的下一站原計劃位於麥庫爾山北坡，在火星冬季，勇氣號將在那裡獲得充足的陽光。2006 年 3 月 16 日，噴氣推進實驗室宣佈勇氣號麻煩的前輪完全停止工作。儘管如此，它仍在朝麥庫爾山前進，因為控制小組對漫遊車進行了程式設計，讓它拖著壞掉的車輪倒退著駛向麥庫爾山。3 月下旬，勇氣號又遇到了疏鬆的土質，阻礙了它向麥庫爾山的進發。後來決定終止前往麥庫爾山的努力，轉而將車停泊在附近一處名為低嶺避風港的山脊上。

第 744 個火星日（2006 年 2 月），勇氣號盡最大努力抵達了本壘巖西北角，這是一塊凸起的層狀岩石露頭，勇氣號使用機械臂對它進行了科學觀察。

5.3.2 低嶺避風港

2006 年 4 月 9 日，勇氣號漫遊車抵達該山脊，並停駐在朝北傾斜 11 度的山脊上，勇氣號在此度過了接下來的八個月，在這段時間內觀察了周邊地區的變化。由於火星冬季漫遊車的電量較低，因此沒有嘗試行駛移動。2006 年 11 月初，在最短冬日及通訊嚴重受限的太陽會合期過後，漫遊車進行了首次行駛，在機械臂可觸及範圍內小幅迴轉以尋找感興趣的目標。

停駐低嶺期間，勇氣號拍攝到了兩塊化學性質與機遇號附近的火星表面隕石 - 熱盾巖相似的岩石，分別被以孫中山之名和南極洲發現數顆火星隕石的位置命名為 “中山” 和 “艾倫山”，它們在較暗的背景岩石中顯得格外突出。目前正在作進一步的光譜測試，以確定這些岩石的確切成分，這兩塊岩石可能也是隕石。

5.4 2007 年

5.4.1 軟體升級

2007 年 1 月 4 日（第個火星日），兩輛漫遊車上的機載計算機都收到了新的飛行軟體，在它們登陸三週年之際及時得到了升級。新系統允許漫遊車自行決定是否傳輸影像，以及是否伸出機械臂檢查岩石，這將為科學家們節省大量時間，因為他們不必篩選數百張影像來查詢想要的目標，也不必檢查周邊環境以決定是否要伸展機械臂檢查岩石。

5.4.2 矽谷

勇氣號報廢的車輪竟揭開了一絲曙光。2007 年 3 月，當勇氣號拖著後面損壞的車輪行駛時，廢車輪刮開了火星的上層表土，露出下方一小塊類似地球上溫泉水或水蒸汽與火山岩接觸區的地面，科學家們說這顯示了過去對微生物生命來說是完美環境的證據。漫遊車首席科學家史蒂夫・斯奎爾斯說，在地球上，這些地方往往充滿了細菌。“我們對此感到非常興奮”，他在美國地球物理聯盟（AGU）的一次會議上說。該地區富含二氧化矽 — 窗戶玻璃的主要成分，研究人員現在得出結論，這種明亮的材料一定是透過以下兩種方式之一產生的。一、水將某處溶解的二氧化矽帶至另一處（即間歇泉）時產生的溫泉沉積物；二、透過岩石裂縫上升的酸性蒸汽剝離了它們的礦物成分，留下了二氧化矽。 “重要的是，無論是這一種還那一種假設，對火星以前宜居性的影響幾乎都一樣”，斯奎爾斯向英國廣播公司新聞解釋道。熱水提供了一種微生物可在其中繁衍生長的環境，而二氧化矽的沉澱則會掩埋並儲存它們。斯奎爾斯補充說：“你可去溫泉，也可到火山噴氣孔，在地球上任何一處地方都充滿了生命 — 微生物生命”。

5.4.3 全球沙塵暴與本壘巖

2007 年，勇氣號在本壘高原底部附近待了數月。在第 1306 個火星日，勇氣號爬上了高原東部邊緣。9 月和 10 月，它檢查高原南部幾處地點的岩石和土壤。11 月 6 日，勇氣號到達本壘巖西側邊緣，開始拍攝可看到格里森山和赫斯本德山的西部山谷全貌，這張全景圖於 2008 年 1 月 3 日釋出在美國宇航局網站上，但幾乎沒有引起注意，直到 1 月 23 日，一家獨立網站釋出了該影像放大的細節，顯示了一塊數釐米高的岩石特徵，從側面看類似右臂部分舉起的人形。

接近 2007 年 6 月底，一系列沙塵暴開始使火星大氣層瀰漫著塵埃，風暴愈演愈烈。到 7 月 20 日，勇氣號和機遇號都面臨因缺乏電能而出現系統故障的風險。美國宇航局向媒體釋出了一份宣告，其中（部分）稱，“我們正在支援漫遊車能在這些風暴中倖存下來，但它們從未被設計用於如此惡劣的條件下”。沙塵暴造成的關鍵問題是，由於大氣中塵埃太多，導致太陽能量急劇減少，以至於阻礙了 99% 的陽光直射到機遇號上，而勇氣號的情況則稍好一些

通常情況下，漫遊車上的太陽能電池板每個火星日可產生最高 700 瓦時（2500 千焦耳）的能量。風暴過後，產生的能量大幅減少至 128 瓦時（460 千焦耳）。如果漫遊車每天產生的電量低於 150 瓦時（540 千焦耳），它們必須開始耗用電池來執行救生加熱器。如果電池也耗盡，則關鍵電氣元件可能會因嚴寒而失效。兩輛漫遊車都被置於最低功率設定以待風暴結束。8 月初，風暴開始稍稍減弱，使漫遊車能成功地為電池充電。它們一直處於冬眠狀態，以等待風暴餘波散去。

5.5 2008 年

5.5.1 冬眠

對勇氣號來說，需關注的主要是電量輸出水平。為增加照射到太陽能電池板上的陽光，漫遊車停泊在本壘巖北側儘可能陡峭的斜坡上。預計太陽能電池板上的塵埃覆蓋量將會增加 70%，並需要 30 度的坡度才能過冬。2 月，傾斜度達到 29.9 度，並利用有時獲得的額外電量拍攝了一幅名為 “賽丁泉山”（Bonestell）的全景高畫質圖。而其他時候，當太陽光只夠為電池充電時，與地球的通訊被最小化，所有不必要的儀器都被關閉。冬至時，發電量降至每火星日 235 瓦時。

5.5.2 冬季塵暴

2008 年 11 月 10 日，一場大沙塵暴進一步將太陽能電池的輸出量降至每天 89 瓦時（320 千焦耳），這是一種極低的水平。美國宇航局官員希望勇氣號能在風暴中挺過來，一旦風暴過去，天空開始放晴，輸電量就會上升。他們試圖透過長時間關閉包括加熱器在內的系統來節省電能。2008 年 11 月 13 日，漫遊車甦醒並按計劃與任務控制中心進行了通訊。

從 2008 年 11 月 14 日到 2008 年 11 月 20 日（火星日第天至天），勇氣號日均發電 169 瓦時（610 千焦耳）。日耗電約 27 瓦時（97 千焦耳）的熱輻射光譜儀加熱器自 2008 年 11 月 11 日起就被停用，對熱輻射光譜儀的測試表明，它並未損壞，加熱器將在充足的電能下重新啟用。太陽位於地球與火星之間的太陽會合於 2008 年 11 月 29 日開始，直到 2008 年 12 月 13 日才與漫遊車進行通訊。

5.6 2009 年

5.6.1 電能提升

2009 年 2 月 6 日，一股有利的和風吹去了積聚在面板上的一些塵埃，導致每天的電量輸出升至 240 瓦時（860 千焦耳）。美國宇航局官員表示，這些增加的電量主要用於行駛。

2009 年 4 月 18 日（第個火星日）和 2009 年 4 月 28 日（第個火星日）太陽能電池板輸出的電量因清潔事件而增加。勇氣號太陽能電板每天輸出的電量從 2009 年 3 月 31 日的 223 瓦時（800 千焦耳）升至 2009 年 4 月 29 日的 372 瓦時（1340 千焦耳）。

5.6.2 沙坑

2009 年 5 月 1 日（第個火星日），漫遊車陷入了軟沙中，車身被困在一片隱藏於正常地表下的硫酸鐵（黃鉀鐵礬）沙地中動彈不得。硫酸鐵的內聚力很小，使得漫遊車車輪無法獲得足夠的牽引力。

噴氣推進實驗室團隊成員透過漫遊車模型和計算機模型模擬了這一情況，試圖讓漫遊車重回正軌。為了在地球上再現火星低重力和弱氣壓條件下的土壤力學狀況，噴氣推進實驗室在一隻特殊的沙箱中用一輛更輕的勇氣號模型進行了試驗，試圖模擬低重力下固結不良土壤的內聚性行為 ，初步解救行動於 2009 年 11 月 17 日開始。

2009 年 12 月 17 日（第個火星日），右前輪在四次旋轉嘗試中，前三次突然開始正常運轉。不知道如車輪再次完全執行將對漫遊車的脫困會產生何種影響。11 月 28 日（第個火星日），右後輪也拋錨了，在任務剩餘時間中一直無法操作。這使得漫遊車只有四隻可完全工作的車輪。如果團隊無法獲得使車輛移動並調整太陽能電池板角度，或獲得有利的風力來清潔電池板，那麼漫遊車就只能維持執行到 2010 年 5 月。

5.7 2010 年

5.7.1 特洛伊隕擊坑的火星冬天

2010 年 1 月 26 日（第個火星日），在數月解困無果後，美國宇航局決定將移動機器人改為固定研究平臺。為了讓平臺電池能更有效地充電，嘗試調整更合適的平臺太陽朝向，以確保某些系統能在火星冬季保持執行。2010 年 3 月 30 日，勇氣號跳過了計劃中的通訊會話，正如最近的電源預測所預期那樣，它可能已進入了低功耗的休眠模式。

與勇氣號的最後一次通訊是在 2010 年 3 月 22 日（第個火星日），並且很可能漫遊車上的電池在某個時刻耗去了太多電量，導致任務時鐘停止。以前冬季期間，漫遊車可停泊在面朝太陽的斜坡上並使車內溫度保持在攝氏−40 度（華氏 - 40 度）以上，但由於現在漫遊車被困於平地，據估計其內部溫度已降至攝氏−55 度（華氏 - 67 度）。如果勇氣號能在這些條件下挺過來，並再發生一次除塵事件，則有可能在 2011 年 3 月的南部夏至，太陽輻射能量將會升高到足以喚醒它的水平。

5.7.2 通訊嘗試

勇氣號在本壘巖西側一處名為 “特洛伊” 的位置保持靜默。2010 年 3 月 22 日（第個火星日）之後，就沒有與漫遊車之間發生過任何聯絡。

勇氣號很可能遇到了低功率故障，關閉了包括通訊在內的所有子系統，進入深度休眠，並設法給電池充電；也有可能遭遇任務時鐘故障，如果發生這種情況，漫遊車將失去計時功能並嘗試保持休眠狀態，直到足夠的陽光照射到太陽能電池板上將它喚醒。這種狀態被稱為 “太陽能律動”。如果漫遊車從任務時鐘故障中甦醒，它只能傾聽。從 2010 年 7 月 26 日開始（第個火星日），實施了一款新程式來解決可能的任務時鐘故障。

每個火星日，深空網任務控制器就會發送一組 X 波段的 “掃描和蜂鳴” 指令。如果漫遊車發生了任務時鐘故障，且又在白天被喚醒，那麼它會在甦醒時以每小時 20 分鐘的短暫間隔接收訊號。由於可能存在時鐘故障，這一 20 分鐘的監聽間隔時間並不確定，因此傳送了多條 “掃描和蜂鳴” 指令。如果漫遊車聽到其中一條指令，它就會發出 X 波段的蜂鳴訊號，更新任務控制器狀態，並允許他們對漫遊車狀態作進一步的調查，但即使採用了這一新策略，漫遊車還是未做出任何回應。

直到無法移動前，勇氣號漫遊車已在火星表面累計行駛了 7730.50 米。

5.8 2011 年

5.8.1 任務終止

直到 2011 年 5 月 25 日，噴氣推進實驗室還在嘗試與勇氣號重新取得聯絡，而美國宇航局則已對外宣佈停止與勇氣號的聯絡並結束任務。據美國宇航稱，由於 “沒有足夠的電量來開啟救生加熱器”，漫遊車可能經受了過冷的 “內部溫度”，而這又是 “火星上沒有太多陽光的嚴冬” 所造成的結果，許多關鍵部件和連線件會 “易受嚴寒破壞”。曾用於支援勇氣號所需的資源已轉為支援仍活躍的機遇號漫遊車以及正在探索蓋爾撞擊坑的好奇號探測車並在六年前就已這樣實施了。

發現

古瑟夫平原上的岩石是一種玄武岩，含有橄欖石、輝石、斜長石和磁鐵礦等礦物。由於顆粒很細粒的，帶有不規則的洞眼（地質學家會說它們有囊泡和洞孔），它們看上去就像火山玄武岩。

平原上的大部分土壤來自當地崩解的岩石，在一些土壤中所發現的含量相當高的鎳，可能來自於隕石。

分析表明，岩石被微量水輕微改變。外表的塗層和岩石內裂縫表明存在可能是溴化物的水沉積礦物，所有岩石都蒙覆著一層薄薄的塵埃和一層或多層的堅硬物外殼。其中一些可以刷掉，而另一些則要用岩石鑽磨工具研磨。

哥倫比亞丘陵有各種各樣的岩石，其中一些已經被水蝕變，但並非被大量的水所改變。

古瑟夫撞擊坑中的塵埃與火星各處的一樣，所有的塵埃被發現都帶有磁性。此外，勇氣號發現磁性是由磁鐵礦礦物所引起，尤其是含有鈦元素的磁鐵礦。一塊磁鐵能夠徹底吸走所有的塵埃，因此所有的火星塵埃被認為都有磁性。塵埃的光譜與軌道衛星探測到的塔爾西斯和阿拉伯高地中明亮、低熱慣性區域的光譜相似。所有表面都覆蓋著一層厚度可能不足 1 毫米的薄薄塵埃，它裡面的物質含有少量化學結合態水。

6.1 平原

對平原岩石的觀察表明，它們含有輝石、橄欖石、斜長石和磁鐵礦等礦物。這些岩石可以以不同的方式分類。礦物的數量和型別使這些岩石被歸類為原始玄武岩，也稱苦橄玄武岩，與被稱為玄武質科馬提巖的古代陸生岩石相似。

平原上的岩石也類似於來自火星的玄武質輝玻無粒隕石。一種岩石分類系統是在圖表上比較鹼金屬元素和二氧化矽的數量，在該系統中，古瑟夫平原岩石位於玄武岩、苦橄玄武岩和鹼玄巖交界處附近，歐文 - 巴拉格分類系統將它們稱之為玄武岩。平原岩石的變化非常輕微，可能是由薄水膜所造成，因為它們更柔軟，並且含有可能是溴化合物的淺色材質紋理、塗層或外殼。據認為，少量的水可能已進入裂縫（導致礦化作用）。岩石上的塗層可能是在岩石被掩埋並與水和塵埃薄膜相互作用時產生的。它們被改變的一個跡象是，與地球上發現的同類岩石相比，研磨這些岩石更容易。

6.2 哥倫比亞丘陵

科學家們在哥倫比亞丘陵發現了多種岩石型別，並將它們分為六種不同的類別。這六種類別分別是：克洛維斯、許願石、和平、瞭望塔、後支索和獨立。它們以每群岩石中最突出的一塊所命名。透過阿爾法粒子 X 射線光譜儀測量，它們的化學成分彼此間明顯不同。最重要的是，哥倫比亞山上的所有岩石都因含水流體而顯示出不同程度的變化。它們富含磷、硫、氯和溴元素，所有這些元素都可在水溶液中攜帶。哥倫比亞山的岩石含有玄武岩玻璃以及不同數量的橄欖石和硫酸鹽。橄欖石的丰度與硫酸鹽含量成反比，這正是所期望的結果，因為水會破壞橄欖石，但有助於產生硫酸鹽。

據信酸霧改變了一些瞭望塔類的岩石，在坎伯蘭山脊一段 200 米（660 英尺）長的區域和赫斯本德山頂，某些地方變得不那麼晶態，而是更加無定形。火山噴出的酸性水蒸氣溶解了一些礦物質，使它們結為一體。當水蒸發時，形成水泥併產生小突起。在實驗室中，當玄武岩暴露在硫酸和鹽酸中時，也觀察到了這種作用過程

克洛維斯群特別有趣，因為穆斯堡爾光譜儀在其中檢測到針鐵礦。針鐵礦只在存在水的情況下才能形成，因此它的發現是哥倫比亞山岩石中過去有水的第一個直接證據。此外，岩石和露頭的穆斯堡爾光譜顯示橄欖石的存在量大幅下降，儘管這些岩石可能曾含有過大量橄欖石。橄欖石是缺水的標誌，因為它在有水的情況下極易分解，而發現的硫酸鹽則需要水才能形成。許願石含有大量斜長石、一些橄欖石和硬石膏（一種硫酸鹽）；和平巖顯示出硫和結合態水的有力證據，因此懷疑存在水合硫酸鹽。瞭望塔類岩石缺乏橄欖石，因此它們可能已被水蝕變；獨立類顯示出一些粘土的跡象（也許是蒙脫石家族之一的蒙脫土），而粘土則需要暴露在水中相當長時間才能形成。哥倫比亞丘陵一種叫做帕索・羅布爾斯的土壤可能是蒸發沉積物，因為它含有大量硫、磷、鈣和鐵。此外，穆斯堡爾光譜儀還發現，帕索 - 羅伯斯土壤中的大部分鐵為氧化態，即 Fe3 + 形式，如果存在水，就會發生這種情況。

在六年任務的中期（該任務本應只持續 90 天），在土壤中發現了大量純二氧化矽。二氧化矽可能來自於土壤與酸性蒸汽的相互作用，而酸性蒸汽只能由存在水時的火山活動或溫泉環境中的水所產生。

在勇氣號停止工作後，科學家們研究了來自小型熱輻射光譜儀（Mini-TES）的舊資料，證實了大量富含碳酸鹽岩石的存在，這意味著該星球上的某些地區可能曾存在過液態水，碳酸鹽是在一塊名為 “科曼奇” 的岩石露頭中發現的。

總之，勇氣號在古瑟夫平原發現了輕微風化作用的證據，但沒有證據表明那裡曾存在過湖泊。然而，在哥倫比亞丘陵，有明顯的證據表明存在適度的水蝕作用，證據包括硫酸鹽、針鐵礦和碳酸鹽礦物等，它們都只能在有水情況下才能形成。據信古瑟夫撞擊坑可能很久前有過一座湖泊，但後來被火成物覆蓋了。所有的塵埃都含有一種磁性成分，這種成分被認定為含有部分鈦磁鐵礦。此外，覆蓋火星表面一切的薄薄塵埃層在火星所有地方都一樣

天文學

勇氣號將相機指向夜空，觀察到了火星衛星得摩斯（參見火衛二凌日）凌日的現象。它還在 2004 年 3 月初拍攝了從另一行星表面拍攝的首張地球照片。

2005 年末，勇氣號在電能充足的情況下，對火星的兩顆衛星福波斯和得摩斯進行了多次夜間觀測。這些觀察結果包括月食（或更確切地說是 “福波斯食”），因為勇氣號看到了福波斯消失在火星陰影中。勇氣號上的一些星光觀測旨在尋找預測由哈雷彗星引發的流星雨，儘管至少有四條疑似流星的成像條紋，但它們無法與宇宙射線所引起的流星光相區別。

2005 年 1 月 12 日，一次從火星看到的水星凌日約發生在協調世界時 14 時 45 分至 23 時 05 分之間。理論上講，這一現象都可被勇氣號和機遇號觀察到，但相機解析度無法看到視直徑僅 6.1 弧秒的水星。它們能觀察到得摩斯過境太陽的凌日，但這是在 2 弧分的視直徑下，得摩斯的視直徑大約是水星 6.1 弧秒視直徑的 20 倍。噴氣推進實驗室線上曆書系統生成的星曆資料表明，兩輛漫遊車都能觀察這次水星凌日，機遇號是從開始到當地相當於地球協調世界時間 19 時 23 分左右的落日時，而勇氣號則是在當地協調世界時的 19 時 38 分日出起到凌日結束。

裝置磨損和故障

這兩輛火星車都多次超出了最初設定的 90 個火星日任務時間。在地表時間的延長以及對元件的額外壓力，導致產生了一系列的問題。

2006 年 3 月 13 日（第個火星日），右前輪在火星上行駛 4.2 英里（7 公里）後停止工作。工程師們拖著卡死的車輪開始向後倒退著駕駛漫遊車。儘管這一做法改變了駕駛方式，但拖曳作用成為一種有效的手段，在行駛中清除了地面上的部分土壤，從而使漫遊車可對通常無法進入的區域進行成像。然而，在 2009 年 12 月中旬，令工程師們驚訝的是，右前輪在第 2113 個火星日的車輪測試中顯示出輕微的轉動，在第 2117 個火星日的四車輪測試中，三隻以正常阻力明顯旋轉，但第四隻不動。2009 年 11 月 29 日（第個火星日），右後輪也失靈了，在任務剩餘時間中一直無法運作。

由於暴露在惡劣的火星環境中，探測裝置也出現了退化，探測耗時比任務規劃人員預期的要長得多。隨著時間的推移，岩石鑽磨工具樹脂研磨表面的金剛石逐漸磨損，之後該裝置只能用於清刷目標。其他的所有探測裝置和工程相機則繼續工作，直到聯絡中斷，但在臨近勇氣號壽命即將結束時，因半衰期 271 天的鈷 - 57 伽馬射線源的衰變，穆斯堡爾光譜儀產生結果的耗時比任務早期變得更長。

榮譽

9.1 致火星車

為紀念勇氣號對火星探索的巨大貢獻，以它的名字命名了小行星 37452 勇氣星。該名字是由英格麗德・範豪滕 - 赫魯內費爾德所提出，她與丈夫科內利斯・約翰內斯・範豪滕以及湯姆・赫雷爾斯一道在 1960 年 9 月 24 日發現了這顆小行星。

艦隊科學中心（Reuben H. Fleet Science Center）和自由科學中心（Liberty Science Center）還上演了使用計算機動畫和真實影像記錄勇氣號和機遇號旅程的超大熒幕電影《漫遊火星》。

2014 年 1 月 4 日，許多新聞網站都發表了對它登陸火星十週年的慶祝，儘管已失去通訊快四年。

為了紀念該漫遊車，噴氣推進實驗室團隊將機遇號漫遊車所探索的奮鬥撞擊坑附近的一片區域命名為 “勇氣點”。

9.2 從火星車

2004 年 1 月 27 日（第個火星日），美國宇航局將 “哥倫比亞紀念站” 以北的三座山丘命名為阿波羅 1 號丘陵以紀念阿波羅 1 號的機組人員。2004 年 2 月 2 日（第個火星日），為紀念哥倫比亞號太空梭最後任務中的宇航員，美國宇航局將著陸點以東的一群山丘命名為哥倫比亞山複合體，而該地區的七座山峰則分別命名為 “安德森”、“布朗”、“喬拉”、“克拉克”、“赫斯本德”、“麥庫爾” 和 “拉蒙”，美國宇航局已將這些地理特徵名稱正式提交於國際天文聯合會審批。

圖集

漫遊車可用不同的相機進行拍照，但只有全景相機能夠用不同的濾鏡拍攝場景。全景檢視通常是由全景相機影像構建，勇氣號在其執行期間共發回了 128224 張照片

10.1 檢視

10.2 全景圖

10.3 顯微影像

10.4 從軌道

10.5 地圖

另請檢視