□作者: 克里斯蒂娜·里德
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撰文/克里斯蒂娜·里德（Christina Reed）
格陵兰顶峰营地（Summit Camp，Green-land）。一台热钻冰机的内部零件散乱地堆在桌上，一些还散落到圆顶式五人帐篷的木制地板上。5名来自美国喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory，位于加利福尼亚的帕萨迪纳）的行星科学家灌了一肚子咖啡，正在更新这台长122厘米、宽7.6厘米的设备，不停地为它加装第一次野外试验所需的软件、固件（firmware）和硬件。帐篷的地板上切开了一个正方形的洞口，显露出将在这次野外试验中充当火星物质的冰层。
此次任务的目标是：操纵这台名叫克里诺斯（Chronos）的设备，向下融化出一条深入地球北极冰原内部的通道，以此检验这台设备是否值得被美国国家航空航天局2011年的火星探测任务选中。如果通过测试，克里诺斯就会把洞打到火星的北极冰盖上去。该设备的首席工程师格雷格·卡德尔（Greg Cardell）解释说：“冰可能是我们获取火星气候记录的唯一途径。如果火星上真的存在气候记录，那它一定会以同位素丰度变化的形式，保存在那些冰盖之中。”
峰顶营地的海拔高度达到3,500米，坐落在由至少10万年的降雪堆积起来的厚厚冰原之上，为测试钻冰机提供了理想的场所。研究团队希望钻入冰下100米深处，抵达大约200年前的降雪层。火星上的钻探目标则是30米到70米。由于火星上大气稀薄而干燥，火星上的冰积累的速度极其缓慢，因此即使只钻探30米，也可以追溯数千年来火星的气候变迁。
克里诺斯会把能量通过绳索向下传递，给一个平坦的前端盘加热，这是钻冰机唯一与冰接触的地方。第一台水泵把融化的雪水从钻孔中抽到钻冰机里，第二台水泵通过绳索把融水送到地面，以供分析研究。这样做保证了钻孔的干燥，防止钻孔结冰冻住钻冰机。钻冰机的侧面还装备了蓝色发光二极管和一台小型照相机，照亮并记录沿途的冰层。
2006年7月19日凌晨1:30，克里诺斯开始以每分钟1厘米的速度融化冰层。但是人们很快就发现，这个火星钻冰机需要克服一些地球环境带来的障碍。野外帐篷通常被加热到人体舒适的温度，即使关闭供暖器，帐篷里还是过于温暖了。在火星上，钻冰机将遭遇到-110℃的低温环境。而在顶峰营地，气温却高达-15℃，冰的温度则是-30℃。为了补偿温度差，任务主管迈尔斯·史密斯（Miles Smith）和工程师克劳斯·莫根森（Claus Mogensen）编写了温度控制程序，可以远程开启或关闭钻冰机加热器，以消除过热环境的影响。史密斯指出：“如果在火星上遭遇这个问题，我们也可以通过完全相同的方式，给软件打上补丁，在地球上解决问题。”
但是，格陵兰冰原还拥有另一个地球上特有的性质：在冰原的表面，气泡产生了一层厚达70米的、多孔渗水的冰，叫做粒雪（firn）。除非水沿着绳索流到地面，不然实验小组根本无法判断，融化的雪水到底渗入了粒雪层中，还是积聚在了钻冰机的周围，如果出现后一种情况，融水结冰就会把钻孔封死。工程师鲍勃·科瓦尔奇克（Bob Kowalczyk）在钻冰机的外部添加了一个温度警报装置，如果钻孔温度升高到0℃以上时，警报装置就会提醒研究者。尽管如此，直到水终于流出地面时，实验小组成员的心才算落地，帐篷中一片欢腾。
这个时候，莫根森启动了激光照明分析器，蒸发流出地面的融水，寻找氧和氢同位素比例的变化。他介绍说：“过去要占用整个实验室才能完成的质谱仪检测工作，现在在桌面上就可以完成了。”
克里诺斯向下钻探了将近50米。“一切都十分完美，”卡德尔评论说。就在前一天，钻冰机遇到了一层厚厚的火山灰，堵塞了过滤器，当时他下令终止了钻探任务。史密斯解释说：“我们并没有对粗糙的颗粒物质做好准备，只考虑了细小的颗粒。这给我们上了很好的一课——我们必须对意料之外的事件有所准备。”他还慨叹道：“如果克里诺斯在火星上遇到了一样厚的火山灰层，那将是头条新闻。当然，克里诺斯从火星上发回给我们的任何信息都将是头条新闻。”
（译/波特 校/虞骏）
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