二进制&摩尔斯电码：那些年探测器上的隐藏彩蛋

NASA发起了“发送名字到火星”（SendYour Name to Mars）的活动，邀请世界各地的人们提交自己的名字，搭乘毅力号飞往火星。成功提交后，参与者可以获得一张目的地为火星的登机牌。
图片来源：NASA

3月16日，3块指甲盖大小的硅芯片被封装在了毅力号（Perseverance）火星车铝制纪念牌的左上角，芯片中储存了10 932 295位“探险者”的名字和155个NASA火星2020漫游车命名大赛中入围决赛的小短文，这些来自地球的问候，将随毅力号一同，在明年登陆火星。

毅力号计划于今年7月中旬发射升空，发射地点为卡纳维拉尔角空军基地（Cape Canaveral Air Force Station），搭载的将是联合发射联盟（United Launch Alliance）的阿特拉斯-5型运载火箭（Atlas V 541）。3月16日，在佛罗里达州肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center），储存了一千多万探险者名字和一百多个命名赛决赛短文的3块硅芯片，被封装在毅力号的铝制纪念牌上。
图片来源：NASA /喷气推进实验室-加州理工

在这块特别的铝制纪念牌上，除了3块硅芯片之外，还有用线条刻画的地球、太阳和火星（图中由左至右的3个圆形），由中间的太阳发射出的断断续续的线条，则包含了一句简单而颇有意味的话。相信不少火星爱好者已经破译出了这个小彩蛋，没错，就是用摩尔斯电码表示的“EXPLORE AS ONE”（共同探索）。

3月31日，NASA毅力号官方账号发布了一条推特，揭示了喷气推进实验室在毅力号上埋的一个小彩蛋：研究人员用摩尔斯电码的方式向大家传递了一条信息，那就是“EXPLORE AS ONE”。
图片来源：Twitter @NASA’s Perseverance Mars Rover

纪念牌的图片刚放出来的时候，就有不少人注意到了这些特别的射线，按照加州理工学院（California Institute of Technology，Caltech）喷气推进实验室（JetPropulsion Laboratory，JPL）的脾性，不弄点“小心思”（无贬义）是不太可能的。

没错，这已经不是JPL第一次把隐藏信息用摩尔斯电码“刻”在航天器上了，这次在毅力号上，JPL终于获得了NASA的首肯，可以大大方方地把JPL的logo印在毅力号身上，位置还相当显眼（上图中太阳地球火星的下方，和NASA并排）。

为什么这么说呢？有传言说，在研发设计好奇号（Curiosity）的时候，JPL曾打算把自家的logo印在好奇号的车身上，但被NASA驳回了。机智的JPL并没有死心，而是对好奇号的轮子进行了“打孔”处理，还给NASA说了一堆理由，比如带孔有利于增加轮子与地面间的摩擦力、可以标记火星车的行进距离、以前也有漫游车的轮子带孔。NASA当时并没有非常在意，直到好奇号的轮子制作完成之后，才发现这哪里是普通的车轮打孔，JPL用这种高级的“摩尔斯码孔”，让自己的名号印遍了火星大地。

图片来源：NASA / JPL-Caltech

好奇号锯齿状的齿轮轨迹之间，点线式的直线标记是一种摩尔斯电码，代表“JPL”。 JPL表示，好奇号的这些“足迹”不只是向漫游者的建造者致敬，还是一个重要的参考标记，让操作人员可以通过这种视觉里程表来更精确地驾驶好奇号。
图片来源：NASA / JPL-Caltech

另一个传言则说，JPL想在毅力号的轮子上“故技重施”，谁知NASA这次允许JPL把logo印在车身上了，所以JPL也就将一开始的轮孔设计给撤掉了。

2013年7月，JPL公布了一张火星2020（Mars 2020）漫游车的基本结构设计图，图中的车轮部分沿用了好奇号的摩尔斯电码孔设计。
图片来源：NASA / JPL-Caltech

在最终的毅力号结构图中，轮子的部分则取消了孔的设计。
图片来源：NASA / JPL-Caltech

当然，传言难以考证，不论是为了科学研究，还是致敬的执念，JPL都非常钟情于用摩尔斯电码来传达讯息的。在更早的探测器上，用得更多的可能是二进制这种语言，比如先驱者10号（Pioneer 10）和先驱者11号（Pioneer 11），以及旅行者1号（Voyager 1）和旅行者2号（Voyager 2）。

先驱者10号和11号都携带了一片小小的镀金铝板，上面刻有一男一女的画像和其他的符号，标明着探测器的来源，让遥远未来可能的偶遇者能找到它们。
图片来源：NASA

在先驱者10号和11号探测器天线的主柱之下，有一块镀金铝板，出自两位天文学家和其中一位的太太之手，小小的一块铝板上包含了丰富的信息，虽然也有批评指出图案包含的讯息难以解读、太过以人类的观点解释宇宙，但在这里我们还是先了解一下这些讯息究竟都是些啥吧。

先驱者10号和11号镀金铝板上的详细信息图。
图片来源：NASA艾姆斯研究中心（Ames Research Center）

在镀金铝板的左上角，刻有氢原子内电子自旋跃迁的图像，两种自旋状态中间的短直线表示二进制里的“1”，以此指明整个图中的单位长度，也就是21厘米（21厘米线又称氢线，指由中性氢原子因为自旋状态改变即能级变化而产生的电磁波谱线，相当于在真空中波长约21厘米），以及单位时间，也就是频率1420兆赫兹。

镀金铝板的右半部分，画的是一男一女站在先驱者号探测器的前方，其中的女性右侧绘有用二进制表示的“8”，乘以单位长度之后表示图中女性身高为168厘米，而人类后方的探测器轮廓表示了人类与探测器的相对大小。

氢原子自旋图示的下方，是一个放射性符号，其中14条射线上刻有二进制形式的数字，代表了银河系中14颗脉冲星的脉冲信号频率，外星文明可以依据当时的脉冲周期计算探测器的发射时间。

再向下则是太阳系的示意图，当时的太阳系还拥有“九大行星”，每颗行星旁边都标示了一组二进制数字，代表每颗行星距离太阳的相对位置，这里还标出了探测器从地球出发经过木星离开太阳系的轨迹，也给土星画上了光环。

在先驱者号之后，旅行者1号和2号的设计中也效仿了这块镀金铝板，将更为复杂的信息刻录在了旅行者金唱片（Voyager Golden Records）上，用图形和线条记录了地球上各种文化和生命的声音和图像。没错这张唱片可真实播放声音和曲目，与中国相关的语言（或方言）包括汉语（普通话）、闽南语、粤语、朝鲜语和吴语，收录的中国曲目为古琴曲《流水》。

旅行者金唱片的封面和面向外星文明的图文指示。
图片来源：NASA / JPL

旅行者金唱片封面上的图案释义
图片来源：NASA / JPL

回到毅力号的“EXPLORE AS ONE”，这简简单单的三个词仿佛承载了一段沉重的历史，以及对现在和未来的无限期待。进入2020年代，世界上越来越多的国家和组织已经开始筹备他们的火星之旅，包括中国、美国、欧洲和阿联酋，都计划在未来几年内向火星发射探测器，新一代太空探索的热潮已然到来，成为了人类的共同事业。

作为人类，我们也一直在搜寻宇宙中其他的智慧生命，契而不舍地将我们的语言传达给它们，无论是二进制还是摩尔斯电码，地球文明的声音还是文化，我们在寻找也在等待，而下一个传入天际的讯息，又会是什么呢？

参考来源：

[1]https://mars.nasa.gov/news/8634/109-million-names-now-aboard-nasas-perseverance-mars-rover/
[2]https://mars.nasa.gov/resources/24877/send-your-name-placard-attached-to-perseverance/
[3]https://www.nasa.gov/feature/millions-tag-along-for-nasa-s-mars-2020-mission
[4]https://mars.nasa.gov/news/1329/rover-leaves-tracks-in-morse-code/
[5]https://twitter.com/NASAPersevere/status/1244763786789060610
[6]https://mars.nasa.gov/msl/spacecraft/rover/wheels/
[7]https://mars.nasa.gov/resources/5397/artists-concept-of-mars-2020-rover/
[8]https://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_plaque
[9]https://solarsystem.nasa.gov/resources/706/pioneer-plaque/
[10]https://voyager.jpl.nasa.gov/golden-record/golden-record-cover/
[11]https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_Golden_Record