5月15日7时18分,“天问一号”着陆器搭载“祝融号”火星车成功降落在火星北半球的乌托邦平原。
那一刻,中国探火工程总设计师张荣桥忽然落泪,这一幕被工作人员拍到后他又很快离开了镜头。
事后接受采访,他解释说,当时只是激动,才没有流泪。
十年筹划、六年工期,在发射场等待天,在航控中心坚持天,着陆前准备93天,所有的付出终于有了回报。过了几天,“祝融号”传回了第一组火星照片。22日,“祝融号”驶离着陆平台,正式开始巡视探测。
“祝融号”驶离着陆器时拍摄的照片
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与漫长而复杂的现实航天工程相比较,在很多游戏当中,登陆一颗星球的方式可谓简单粗暴。
Paradox的《群星》(Stellaris)这种视星球为质点的游戏且不提,就拿前不久刚推出传奇版的《质量效应》(MassEffect)来说吧。
看!火星在太阳系的那一侧,开动飞船,在几秒钟之内快速靠近它——直走!不需要考虑引力,不需要加速、变轨和调整姿态。
然后简单扫描一遍,如果这个星球设计了任务场景的话,可以看到降落选项,点击确认即可!
再等一段飞船降落的过场动画,好的,我们轻而易举地踏上了异星的土地。
你不必对太空维生、精密仪械、天体物理有任何了解,就完成了一次漂亮的星际旅行。
而向行星发射探测器这种事情,在《质量效应》中更是家常便饭,不同的引力、大气和地表环境丝毫不影响其着陆。一个字,稳!
《质量效应》(2代)发射探测器是重复度极高的活
真正制作了整个星球的地图的游戏,登陆方式一般也非常简明:直飞即可。
比如今年上半年成绩斐然的《戴森球计划》,一个太空模拟经营游戏,我们飞往另一个星球其实无需太多操作,直接操作机甲原地升天,到一定高度后进入航行模式,一个劲儿往目标星球冲过去就完事儿了。
《戴森球计划》中飞翔的机甲
曾经有的玩家还想着,降落之前是不是得老老实实减速?但是他们很快发现减速还要消耗燃料,甚至可能因为速度过慢造成额外偏角与星球擦肩而过;与此同时,以2km/s的速度撞向地面却可以毫发无伤。从此,《戴森球计划》的玩家登陆一颗星球就和田径选手终点前的冲刺没什么区别。
游戏的终极目标是建造奇观“戴森球”
那个以开发组励志“悔过自新”而闻名的开放世界太空冒险游戏,《无人深空》(NoMan’Sky),也和这大差不差。我们的飞船甚至会在太空环境和大气环境中自动切换引擎类型,调节到合适的速度区间。只是相比前面的《戴森球计划》,我们可能需要在降落时注意减速——如果我们愿意做一位爱惜飞船的舰长的话。
《无人深空》有着奇奇怪怪的各式飞船
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在真实物理上做减法的游戏,当然有其设计上的考虑。毕竟,一旦玩法变得接近现实,部分玩家很可能都会被其复杂度“劝退”。
曾经有这么一个脑洞独特的科幻解谜游戏《星际拓荒》(OuterWilds),它获得过相当多的荣誉,包括0年的英国学院游戏奖BAFTA的年度游戏。
这个游戏设定在一个即将迎来毁灭的星系,你可以自由探索其中的天体、寻访不同的NPC、生物、建筑和启示,然后在22分钟后欣赏超新星爆发时的壮(恐)丽(怖)景象。如此反复循环,每一轮除了你的记忆一切归零,直到你踏遍千山万水找到真相。
还是很吸引人吧?
但《星际拓荒》的操作方式却并不友好。游戏中我们旅行的重要方式仍是驾驶飞船,但我们需要考虑的因素相比之前的游戏多得多:飞船不会自动与地面平行,必须随时调整姿态;每个星体都有自转、公转和引力机制,必须注意加减速和轨道变换;降落时最好要切换垂直向下视角,寻找平地缓缓落下,否则飞船极易损坏。
从图上你可以看到我们需要与待着陆天体较好地匹配速度
加上游戏本身需要耐心探索,而每一个轮回稍有停留就可能徒劳无功,《星际拓荒》玩起来并没有那么流畅。当然,如果能够克服这些不适应之处,最终的成就感也绝对少不了。
在“真实”这一点上进一步做文章的游戏,比较知名的当属《坎巴拉太空计划》(KerbalSpaceProgram,简称KSP)。
《坎巴拉太空计划》中的航天中心,可以看到界面相当复杂
这个游戏以“硬核”航天模拟著称,玩家扮演坎星人的航天总指挥,目标则是引领他们迈向太空时代。年,还处在抢先体验阶段的KSP就引起了美国航天局NASA的注意,开发者们惊喜地获取到了NASA的数据和技术支持。当然,这进一步让游戏硬得不像话。
但它也有可爱的部分。《坎巴拉太空计划》一条龙涵盖了现代航天工程中的所有步骤。从基本的火箭建造到卫星、空间站建造,从亚轨道飞行到轨道飞行,从发射窗口选择到行星登陆,都需要玩家跟随教程一点一点儿学习。
唯一的例外可能来自这位航天专业博士,他第一次游玩KSP时就成功将探测器发射到了Duna星(相当于太阳系的火星)并成功登陆
过程中任何一个环节出了岔子,那么玩家塞进飞行器的那些绿绿的坎星人,就要被炸得渣都不剩。
对,就是这些小绿人将成为玩家手下可怜的宇航员
所以,KSP玩家们经常戏称这个游戏的玩法就是“放导弹”、“”放烟花”。
不过请放心,坎星的小绿人们相信为了伟大的航天事业,深知牺牲是难以避免的,他们愿意一直听从总指挥的命令,直到未来有一位小绿人真的安然无恙地顺着梯子走出舱门,踏上外星的土地。即使总指挥忘了给着陆舱装梯子,他们摔下来碰一鼻子灰也不是什么大事儿。
有趣的是,KSP虽然特别“硬核”,学习阶段特别长,它仍然拥有一大批忠实玩家——否则版权方Take-two也不会打算推出《坎巴拉太空计划2》了,新作拥有更写实的图形效果、更丰富的航天工程模拟。乐观的话,我们明年就能玩到——虽然它已经跳票好几次了。
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然而,即使是《坎巴拉太空计划》这样的游戏,和现实相比还是有相当差距。
单单看“祝融号”着陆火星的这个过程,我们就能感受得到。上海航天技术研究院(航天八院)专门做了一段3分多钟的CG动画,以下截图就来自其中。
航天八院制作的登陆CG相当精彩,可以说融合了东方古典气质与现代前沿科学
为了着陆火星,在与“天问一号”轨道器分离后,着陆器需要调整自身姿态,以最合适的角度进入火星大气层。
软着陆火星绝非易事,由于火星大气密度仅有地球的1%,单凭降落伞无法实现有效减速。为此,火星着陆器需要在短时间内综合采用各种减速方案,完成将近多个精密操作,美国将这个短暂而又危险的过程命名为“恐怖七分钟”。
据《环球科学》报道,对于“祝融号”来说,这短短的着陆时间大致分为四个阶段。
“第一个阶段时为气动减速阶段,着陆器用隔热罩直接以4.8km/s的速度撞击火星大气层,在秒的时间内将速度降低到m/s。
第二个阶段是伞系减速阶段,探测器将在超音速的情况下打开降落伞减速,用约90秒的时间减速到95m/s。
第三阶段是动力减速阶段,着陆器开启反推火箭发动机,在80秒内将速度降到3.6m/s以下。
在着陆器距离火星表面仅有米高时,会进入着陆缓冲阶段。着陆器这时会开始悬停,自主观察火星表面,快速计算出最佳着陆对答案,最终水平移动到该点上方,伸出‘四条腿’,并在稳定着陆后展开舷梯释放火星车。”
同时由于当时地火距离限制,电磁波信号单程通讯就需要17多分钟,地面工程师无法对着陆器进行控制,一切过程均为其自动完成。
幸运的是——也许应该说因为靠谱的航天工程师们,如今“祝融号”已经踏踏实实、稳稳当当地降落到了火星表面,正在一望无际的乌托邦平原缓缓巡视。
0年7月23日,长征五号遥四运载火箭即搭载“天问一号”火星探测器升空。历经多天、4.6亿公里的飞行后,1年2月10日,“天问一号”停泊进入火星环绕轨道,然后在火星上空待了三个月之久。
而在成功登陆火星表面后,“天问一号”的着陆器及其搭载的“祝融号”火星车也需要时间来调整各项参数,包括太阳翼的展开、相机设置、火星车行进路径等等。
为了弥补通讯强度不足,“祝融号”向地球传输照片时还需要等“天问一号”轨道器运行至特定区间,只有将后者作为信号中继器才能保证地火间数据传输的效率。
如此漫长的准备,都是为了确保每一步计划的可靠性。中国第一次开展火星探测,而且要求一次性完成“绕落巡”三大目标,必须在各个阶段都留出充足的时间。
“天问一号”探测火星的三个阶段性目标:“绕落巡”
“祝融号”的火星之旅当然无法让我们也身临其境,却有着一种不可替代的质朴、浑厚的魅力,即使游戏中的我们可能已经见识过无数的外星世界。
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不过,游戏虽然终归在某些方面不如现实迷人,但它所带来的那种独特的综合体验,仍然能让更多人激发对现实的美好愿景吧。就像从《质量效应》到《坎巴拉太空计划》这些从不同角度将我们带入太空的游戏,我相信一定让很多人都愿意偶尔驻足仰望星空,思考人类这个物种的可能性。
5月22日那天,是“祝融号”开始在火星行走的日子,也是袁隆平、吴孟超两位伟大先辈逝世的日子。大概,正是因为有了他们对人类生存与健康的守护,我们才能在别的方向走得更远——
无论是深入虚拟世界的未来,还是向着无垠的太空进发。
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