制造用于测试探测器的迷你火星

米拉——本周我来到了米尔顿凯恩斯开放大学行星与空间科学研究所的实验室。这不是一般的实验室，因为看不到白色的长凳或白大褂。房间里到处都是带有圆形窗户的大型金属容器，看起来就像到处都是迷你宇宙飞船。我和Martin Towner在一起他是开放大学的研究员。他会告诉我这些血管的真正用途。

马丁:这些房间都是用来模拟太阳系中其他行星的环境的。这个特殊的领域主要与仪器的测试和建造有关。我们有一大堆不同的区域来模拟宇宙飞船在到达火星或土卫六的途中必须经过的环境，着陆并存活一段时间。我们的大部分工作是为即将到来的任务模拟火星条件。

米拉:火星上的环境怎么样?

火星和地球很不一样。它的大气比地球稀薄得多，而且也是二氧化碳，而不是我们这里的氧气和氮气。它也更冷，在火星赤道上一个阳光明媚的日子里，温度可能会略高于冰点。而在寒冷的冬天晚上，你说的温度可能是零下120摄氏度。阳光也很不一样。火星离地球更远，所以光线有点暗，但也很刺眼，因为火星周围没有臭氧层。表面有很强的紫外线。在地球上，我们一天的燃烧时间是半小时，而在火星上，你说的是几分钟。

米拉:这是一个很大的区别。

马丁:如果你在水面上，这可能是你最不担心的。紫外线是如此强大，它有效地消毒了地球表面。

米拉:你怎么知道一定是这些条件?

马丁:在大多数情况下，它们实际上是被测量过的。已经有航天器降落在火星上，他们测量了温度，风速，气压。我们有相关数据。有大型气候模型，就像人们在地球上做气候模型一样。人们也为火星做气候模型，这样就能了解全球的情况。像紫外线通量这样的东西是众所周知的，但可以建模，因为你知道大气的组成。你知道你离太阳有多远，这样你就可以算出所有这些东西。

米拉:我们把这些房间都拿出来了，你试图在这些房间里重现这些条件。你是怎么做到的?

马丁:因为火星上的气压很低，所以你必须有一个很大的金属室，你可以把空气抽出来，然后用火星的大气填充进去。你有一个大的泵连接到一个大的金属室，这个大约2米长，直径1米。把空气全部抽出来。给它填上一点二氧化碳，就有了大气。我们有一堆大灯，可以通过电脑开关，给我们昼夜循环。火星上的一天比地球上的一天稍长。

米拉:什么样的灯?

马丁:紫外线灯，还有一种普通的灯泡类型的灯，它既能发出可见光，也能发出紫外线。我们两者都需要。温度是用液氮通过一个大铜板来完成的。液氮会让我们的温度降到零下150度，这是火星上最坏的情况。然后我们可以控制它的上下来做昼夜循环，或者模拟火星的不同区域:赤道，北极，南极。诸如此类。

梅拉:你是一次把所有这些条件都放在每个房间里，还是在每个房间里看不同的东西?

马丁:不，这些房间是专门为研究天体生物学的人准备的，比如火星上的生命。他们想要一个又小又干净的房间。他们可能对光线不感兴趣。他们可能只是想要寒冷和黑暗，因为他们正在研究地下的东西。然而，如果有人在做更多的物理过程，比如风和沙子到处吹，他们可能需要一个很大的房间，这样空气就有了流动的空间。它们可能对绝对最冷的温度不太感兴趣，因为像风吹来的沙子这样的东西并不取决于是零下20度还是零下50度。

米拉:为什么这很重要?首先，这些条件对乐器有什么样的影响让你不得不研究这么多?

马丁:主要是温度，尤其是晚上很冷，白天又稍微暖和一点的时候。你日复一日地重复这个过程，仪器就会开始磨损:在接头上，在焊接上，在仪器中的电子元件上，还有电池上。你还必须非常小心灯光。像塑料这样的东西在强紫外线条件下容易降解。

米拉:你是怎么克服的?

马丁:这是一句老话:测试，测试，再测试。你必须选择合适的材料，这样它们就不会在这些条件下破裂、褪色、弯曲或缓慢爬行。这也会影响仪器的精度你必须测量仪器的精度这样人们才能知道他们的仪器在零下60度和零下20度的情况下在白天或半夜都能正常工作。你只需要通过各种不同的仪器组合和环境条件，然后剔除任何不合格的东西，用更好的材料或更好的设计取而代之。

米拉-适者生存?

马丁:基本上是的。

Meera:地球上没有什么地方可以让你自然地获得这些条件吗?

马丁:有些地方很近。南极干谷是人们传统上使用的。非常冷，非常干燥。由于这种条件，你会从太阳那里得到强烈的紫外线，但你没有得到合适的大气。你仍然被困在地球的大气层中，在实际的层面上，在南极洲进行实地考察，把所有的仪器带到那里，实际上比在实验室里建一个房间并在这里进行测试要昂贵得多。