你可能完全无法想象了！一艘2013年发射的飞船，在2亿多公里的火星轨道上瘫痪，两个感知自身状态的组件，一个主要组件，一个备用组件都出问题了，在太空中漂浮了3个月后，美国宇航局（NASA）竟然把它修复了，并且创新开发了一套新的导航系统，让这个早就超过设计寿命的飞船重新焕发了活力。

这艘飞船就是马文（MAVEN），火星大气与挥发物演化任务，2014年进入火星轨道，主要负责研究火星的大气层。然而后来它又被赋予了更重要的任务，那就是为好奇号、洞察号以及去年登陆火星的毅力号提供中继通信，把火星车的科学数据送回地球。

马文是如此的重要，但在今年2月22日，马文的地球团队突然发现，马文竟然失联了！科学家们紧张了，马文在一个近地点150公里，远地点6200公里的火星轨道上运行，如果不能建立联系，有可能在一段时间后坠入火星大气层烧毁，尤其不知道是什么原因的情况下。

好在马文的计算机设置了自动重置系统，科学家们在78分钟后重新与它取得了联系，才发现问题的严重性，他们可能将不得不失去这艘设计寿命两年，但已运行近8年时间的飞船了。这究竟是怎么一回事呢？

事情还要回到2017年。

马文上有两个惯性测量组件IMU，安装有加速度计和陀螺仪，相当于人类的内耳，负责感知飞船的方向，并让马文保持正确的姿势和方向——这绝对是飞船上最重要的系统之一，因为这两个组件失灵，马文就无法保持正确姿势，太阳能电池板就无法充电，天线也无法对准地球进行通信，甚至可能因无法调节轨道而坠入火星大气层烧毁。

这两个IMU组件，IMU-1作为主用，IMU-2作为备用。2017年年底的时候，科学家们发现，IMU-1出现了严重问题，因而将飞船切换到了IMU-2上。但到了2021年底，科学家们发现，IMU-2也出现了严重磨损，比原来预期的时间要快得多，这该怎么办呢？

最好的办法当然是再次切换回到IMU-1上，而时间就定在了今年的2月22日，不幸的是，就在切换的时候严重问题出现了，马文和地球失去了联系。

联系恢复后，科学家们发现，飞船一直在尝试启用IMU-1但无果，因而不得不将飞船切换到备用计算机，再将IMU重新切换到IMU-2上，但飞船也进入了安全模式，中止了对火星大气层的探测和中继任务。马文是火星轨道上3个可以中继的探测器之一，由于传输数据速度较快，承担了极为重要的中继任务，中止运行，意味着整个火星探测任务的缩水。

由于IMU的问题由来已久，此前科学家们已提出了开发一套全新的导航模式——全星模式（all-stellar mode），让飞船完全抛开IMU，利用它看到的恒星和内置宇宙图的匹配来确定姿态，初步计划是在今年10月份完成。

但这样一来，马文就将有8个月的时间无法工作，进而影响到火星上的其他探测任务，地面团队因而加快了开发进度，终于在两个月后的4月19日就拿出了系统，并上传到了马文的计算机上。

经过一个月的调试后，科学家们终于可以松一口气了，他们上传的软件竟然奇迹般地修好了2亿公里外的马文，并用一种新的导航模式取代了原来的导航系统，马文在5月28日又重新投入了正常运行。与此同时，科学家们切断了IMU-2的电源，用它的剩余寿命作为飞船的备份，每年都需要在特定时间切换到它上面，才能保证飞船的正常运行，因为全星模式虽然能正常工作，但精度不够，无法对马文进行精准操作。

但科学家们的压力还没有减轻，因为NASA希望将马文的任务延长到2025年，并最终延长到2033年火星取样任务返回时利用马文来提供中继，这意味着马文至少还需要活11年才行。科学家们需要与时间赛跑，在一两年内想出更聪明的办法，完全摆脱对IMU的依赖，才有可能让马文活到那个时候。

马文“自拍”

是不是觉得不可思议？竟然修好了2亿多公里外的飞船，还赋予了它全新的系统，当然这不是NASA的第一次，此前机遇号、好奇号等都有过修复设备的例子，比如好奇号的钻头停止工作后，就设计了另外一套程序，让它用另外的方式重新投入工作。毕竟这些探测器都是超期服役，老态龙钟之后问题必然越来越多，而火星离地球那么远，也没法派人上去修，就只能死马当活马医，进行远程维修了。

当然，NASA也有维修失败的例子，而探测器就只能长眠火星了。比如勇气号陷入沙坑，抢救了半年多都无法出来，最终耗尽电力失去了联系；洞察号的钻头则一直无法钻入火星地下，抢救了近两年后宣布放弃。

所以还是要未雨绸缪，充分考虑未来可能遇到的问题，开发设计飞船时就加以解决。比如中国的火星车祝融号就设计了太阳能电池板除尘设施，可以保证充足的电力供应，从而避免火星尘埃和沙尘暴的影响。

出处：头条号 @徐德文科学频道