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汤姆是这么看待他的工作的:“你知道,其实我根本没有想过这份工作超出了我的能力范畴,我在想,大部分人要是明白‘探路者’探测器开发计划的细节的话,是不会让我做这份工作的。不过尽管如此,我还是得到了这份工作,你要知道,我每天早上起来都充满了热情,我热爱这份工作。有了这样的热情,我自己就有动力将很多时间花费在工作上,并最终让目标成为现实。”
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汤姆所提到的目标是指,让“探路者”用完全创新的手段降落在火星上:气囊。“探路者”将直接进入火星的大气层,首先通过降落伞来降低下落速度。接着,在探测器将要着陆的时候用气囊进一步缓冲。“这是一个大胆的计划。”布莱恩说:“利用大型的气囊来缓冲着陆时的冲击,然后让探测器滚动直到它自己停下。NASA的人简单地看过计划后只是说:‘嗯,推动力,这是老办法了。你们要是用老办法做事情是没法完成这个任务的。老办法需要的经费太多了,你们试一试这个新方案吧。’”
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“试一试”是一个有效的词语。后来,汤姆在NASA在线刊物《天体生物学》上讲述整个故事时这么说道:
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我们的任务是为“探路者”在火星上的着陆设计并制造气囊,这种方法在以前的任何任务中都没有用过。气囊看上去像是简单而又没有技术含量的产品,不过能够让我们大开眼界的是,我们会发现自己对它们知之甚少。我们都明白,想要达到我们的目的,我们需要做的就是不停地制造模型并作测试。我们并没有意识到自己有多么的无知。
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对于很多人来说,用气囊来帮助探测器着陆是一个疯狂的主意。没有人直接这么说,但是隐约有这么一种感觉在四周蔓延,别人都觉得:这些气囊是不会有效的。“我们不会阻拦你们使用这个办法,不过到时候你们自己就知道后果如何了。”这就是我每天都感觉得到的信息。
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对于这些巨大的气囊,每个人主要的担忧都在于,着陆器在气囊放气之后会被埋入成堆的气囊织物之中。通过制作气囊和着陆器的模型,在接下来的几个月里我就待在办公室研究它们,并开始寻找解决问题的办法。
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我是用硬纸板和塑料来制作模型的,并用五金商店买来的包装胶带和纺织品店买来的尼龙绳将它们组合了起来。我用家里的小型充气泵给模型气囊打上气。我一次又一次地给这些小气囊充气,并观察它们放气的时候会发生什么。
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在最终找到一种我认为可行的解决方案之前,我用这些模型进行了多次的试验。我逐渐发现将气囊内部的束带圈用绳子穿起来应该会有效。用某种方式拉动绳子的话,这些绳子会将所有的气囊面料拉到一起。等到所有的气囊都收起来以后再打开探测器,将所有的面料都隐藏在探测器的下面。
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完成了不可能完成的任务
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除非一个创新的设计被证明是有效的,否则它无法成为一个可行的创意。雷克萨斯和“探路者”项目团队都被测试拖累了。这是可以理解的,因为它关系到雷克萨斯用户的生命安全以及“探路者”背负的几百万美元投资。两个项目都经历了多次的试验和失败,因为两者都涉及以前从未涉及的东西。
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“我的上司托尼·斯皮尔从一开始就有一句口号,”布莱恩告诉我们,“就是‘测试,测试,再测试’。”对于“探路者”来说,使用气囊意味着它会在着陆的过程中多次弹跳。汤姆·里韦利尼用直升机进行了多次试验,从1∶20到全尺寸的模型,将被气囊包起来的“探路者”从数百米高的空中扔到仿火星表面的地面上。每次测试都为项目带来了重要的全新改良,不过最开始的几次降落实验是彻彻底底的失败。“我们并不肯定这玩意儿能不能起作用,”布莱恩说,“不过,我们不断地在细节上作文章、改进设计,并重新试验。那是一个非常反复的过程。”
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我永远不会忘记的是,团队试图运用解析的手段,最终花了一个星期的时间用克雷公司的超级计算机来获取撞击时的那几秒钟无用的数据。“问题太复杂了,”布莱恩说,“因此我们得依赖汤姆,以及他团队的设计和创作能力,并最终测试出一种有效的设计方式。”
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汤姆在《天体生物学》上是这样讲述测试的故事的:
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即使我们搞定了气囊的力学问题,仍旧有一个大问题遗留下来:我们应该怎么应对火星上多岩石的地形?想要在火星上着陆,我们必须接受那里的自然条件所提供的一切。“探路者”是不可能降落在平坦的着陆带的。为了模拟火星的环境,我们带来了如小办公桌形状大小的火山熔岩。这些都是我们的地质学家外出收集到的真熔岩;如果你想要摆弄其中的任何一个,你都可能弄伤你的手。
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我们的地形模拟测试越多,气囊的损坏就越严重。事情看上去不太妙。我们不得不再次承认,这是让我们无法明了的地带。我们试验了不同的材料,将它们以不同的方式添加到气囊的外层中去。每次测试都变得和一个仪式一样,因为整个试验的过程要花费8~10个小时,包括将气囊运进真空室,将所有的仪器接通电源,将气囊升到真空室的最高点并保证所有的岩石都落到正确的地点。用于坠落试验的真空室耗费的电能如此之多,以至于我们只能在半夜的时候完成测试。一旦真空室的门关闭,将室内空气抽空就要花费3~4个小时。在这段时间里,大家要么去吃晚饭,要么就去休息一会儿,直到午夜或是指定的时间才回来。接着,我们还要花45分钟的时间复查所有的仪器,并最终开始试验的倒计时。
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倒计时的最后30秒钟是折磨人的。这一切的准备工作只为了气囊着地的那一秒钟。当我们完成一次坠落试验时,我们立刻就能知道结果成功与否。飞行系统主管布莱恩·穆尔黑德坚持让我立刻通知他试验结果,不管当时有多么晚。凌晨4点的时候,我会打电话去他家,然后告诉他:“布莱恩,我们的试验又失败了。”
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最后一次降落试验的那天来了,然而汤姆从洛杉矶飞往俄亥俄测试地址的飞机晚点了。他告诉团队开始试验,不要等他,只要为他留一份试验的录像以供回顾就行。汤姆这么回忆道:
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当我赶到试验地点的时候,测试组的人都不在那儿了。我走进控制室,碰到了处理录像的那个人。“那么,这里到底是什么情况?”我问他:“你们进行试验了吗?”汤姆指着录像机说:“录像就在那儿。过去按播放键就行。”于是我播放了视频。画面中的气囊坠落了下来,它撞击到了试验平台,并发生了巨大的爆炸。我的心沉了下去。我们没法完成这个任务了。不过,我意识到刚刚看过的这个录像十分眼熟。我突然发现,他们将之前试验中最糟糕的那次录了像。这样一个玩笑只能说明一件事:我们的降落测试最终成功了。
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从计划到最终着陆,整个火星计划一共花了44个月——这比20世纪70年代的“海盗号水星任务”项目的用时减少1/2。项目组一共就只有300个人,这和“海盗号水星任务”项目的2 000名工作人员形成了鲜明的对比。而且,这次的支出也没有超过预算限制,只有“海盗号水星任务”项目的1/20。
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1997年的7月4号,“火星探路者”成功地降落在那个红色的星球上,而那个小小的“旅居者”探测器则开始了它那在火星表面上著名的跋涉历程。
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任务完成。
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雷克萨斯项目从提出概念到发布产品一共花费了6年:这相当于“火星探路者”计划开发时间的两倍。雷克萨斯项目还用到了1 400名设计师和3 700名工程师。项目开发并测试了超过900种发动机模型以及450个测试样车。工程师们花了无数时间来进行风洞测试,并且测试里程超过320万公里。开着车窗的模型车被扔到亚利桑那州的沙漠中长达数月,以便观察长期的暴露和毁坏对车辆造成的影响,并针对这些影响找出对应的解决办法。车上的镀铬层变得格外厚,车体喷上了6层漆,后窗玻璃也采用了全新的夹层玻璃,以减少阳光带来的伤害。
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雷克萨斯LS400于1989年9月1日亮相时,它震惊了整个汽车行业,并树立了全新的豪华车的标准。从任何角度来看,这都是当时世界上最好的汽车。事实成就了它的传奇:在《人车志》杂志的每一个类目评分里,雷克萨斯都击败了宝马735i和奔驰420SEL。雷克萨斯LS400比它们噪音降低5分贝,重量轻120磅,时速快了27.2公里,每加仑汽油还能让它多跑超过6.4公里,而且零售价格只有3万美元,低于宝马735i的价格。雷克萨斯只花了两年的时间,就替代了原本世代稳居这一地位的梅赛德斯-奔驰和宝马,成为美国销量最高的豪华品牌。
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南加利福尼亚州的一个汽车销售商将两辆雷克萨斯LS400拆卸并交给了通用汽车公司总部以后,位于底特律的凯迪拉克汽车公司的工程师得出的结论是,雷克萨斯汽车是不可能被制造出来的。
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任务完成。
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