【蒋迅专栏（八）】从草根摇滚乐手到“好奇号”登陆首席 ── 亚旦·施特尔茨纳博士

（本文已在2014年2月发表在《太空探索》杂志上)

亚旦·施特尔茨纳博士（Adam Steltzner）

看过“‘好奇号’的惊险七分钟”视频和“‘好奇号’登陆火星实况”的读者都一定对那个梳着猫王埃尔维斯·普雷斯利埃尔维斯·普雷斯利式的发型的男子有深刻印象，因为这个发型太像猫王了。猛地一看，他神态上简直就是猫王再世。这个人就是喷气推进实验室负责“好奇号”再入、下降着陆的亚旦·施特尔茨纳博士。如果读者认为施特尔茨纳从小就有一个太空梦，那就错了。他成为“好奇号”火星车的首席指挥决不是人们所能想象的一帆风顺，因为他在中小学里是一个很“差”的学生。

问题少年

施特尔茨纳于1963年出生在旧金山北边的索萨利托。这是一个富人区，很多商人就是每天通过金门大桥到旧金山去做生意。施特尔茨纳的父母接受了一大笔遗产。所以施特尔茨纳从小就过着无忧无虑的生活。家里对他有些溺爱，他是父母的中心。在幼儿园的时候，老师问孩子们长大以后要当什么，他回答说他要当所有人的太阳。父母热衷于反传统艺术，按现在的说发就是“垮掉的一代”（Beat Generation），小施特尔茨纳也就在这样的环境里受到了反叛艺术的熏陶。而他对文化课全然不顾。曾经有一位小学校长草率地说他不聪明。他在以后高中的经历似乎也验证了这位小学校长的论断：高中的几何课老师在他补考时给了他一个“D ”，比“F”稍好一点，因为这位老师不愿意再见到他。在校内，他多次考试不及格；在校外，他到处惹是生非，骨折次数达到两位数，缝针次数达到三位数。有一次他试图用一个钢锯锯开一个自行车锁，结果把手指切断，虽然后来被接上了，但至今没有多少感觉。他的父亲绝望地说他将一事无成，至多是一个挖沟的劳力。而他不在乎，他家里有钱，他继续过着寻欢作乐的日子。他深受他童年时代的“权力归花”反文化活动的影响，努力把自己变成了一个“****”。猫王是他的偶像，“我在高中时满脑子想的就是**、毒品和摇滚”，施特尔茨纳回忆起那段经历不无感慨。他不仅留着猫王的背头，带着耳针，还穿着奇异的空军连身衣。他早就被同学们称为“小猫王”（Elvis Guy）。他的第一辆车是一部1969年的凯迪拉克灵车（Cadillac hearse），后面放的是一张床。他会自己种植**。他十足地表现出的是一个叛逆青年。

年轻的施特尔茨纳

施特尔茨纳少年时的愿望是成为一名摇滚乐明星。1981年，他居然高中毕业了。按他自己的说法，他靠的是自己的魅力。其实他当时自己也不希望高中肄业。稍微努力了一点就保证他侥幸毕业。这时候他还不知道其实自己是很聪明的。他开始去追求自己的摇滚乐的梦想。当然他也知道当音乐家也需要学习。但他竟然连音乐课都不能坚持下来。他到波斯顿伯克利音乐学院学习爵士音乐，但在不到一年就退学了。这段时间里，他在旧金山湾区的一个乐队里当一名低音吉他手和鼓手，而他的同学们都一一毕业然后进入大学学习。按照现在的观点，他要多失败就有多失败。

浪子回头

从施特尔茨纳的家乡索萨利托看猎户座和金门大桥

1984年的一天夜里，21岁的施特尔茨纳演出结束后开车在回家的路上，他仰望星空，突然发现自己对天上的星星特别是猎户座产生了兴趣。他发现这些星星的位置在他去演出前和演出后是不一样的。但是他所知道的仅仅是在学校里的一点点模糊记忆：一些东西相对于另一些东西移动。

施特尔茨纳突然发现自己对这个世界乃至整个宇宙一无所知。这样的一个人是多么的无用。他要去上大学。但是他什么知识都没有，怎么可能有哪所大学会收他呢？1985年，在中学同学都该大学毕业的时候，他做出了一个果断的决定：离开乐队，到社区学院去补课。美国的社区学院是两年的大专，任何人都可以上，学费也很便宜。而且有很多中学课程，为需要补课的人提供机会。虽然社区学院不需要入学考试，但是他想注册的天文课却要求学生必须学过物理课。这门课的老师是斯提芬·普拉塔（Stephen Prata）博士。幸运的是，普拉塔教书特别出色，他把施特尔茨纳的好奇心一下子就抓住了。从此以后，他竟然一下子从刚烈不阿的野马，变成了驯服的千里马胚子。他惊讶地发现，其实自己并不是不聪明，而是没有得到学习的动力。现在他发现物理课和天文课太吸引他了，大大超过寻欢作乐和摇滚音乐。他清楚地记得普拉塔说的一句话中的每一个字：“F 就是 MA”，“A 是 F 除以 M”。老师说的是牛顿第二定律：加速度等于受力除以质量。原来从一个关系还可以得出另一个关系。数学可以如此奇妙。宇宙中的一切都有其规律，而且宇宙可以预测，可以理解。施特尔茨纳说：“我发现了宗教。”有一次考试，他考了98分高分，而全班的平均分是不及格。因为其他同学上课是因为不得不上，而他虽然一开始也是不得以的，但很快他已经爱上这门课了。原来物理是一种美学。对喜欢艺术的他，物理其实也是艺术。他被那些原来枯燥乏味的课深深扣住了，他抓紧时间补课。他需要补的不只是一个物理课。他承认，在头两个学期里他还是有些吃力的。毕竟在中学里没有好好学习，他还没有适应大学的学习。但是一旦适应了以后他越学越快，越学越好。只用了三个学期就满足了加州大学的入学要求。对于一名高中几何不及格而且白天要打工的的年轻人，其难度可想而知。

1987年春，施特尔茨纳入学加州大学戴维斯分校，他没有选择物理或天文，因为他认为那是一种艺术，而他已经有了一门艺术，音乐，他不想再去追求另一门艺术。幸好，有这样一个接近科学而又更实际的学科，工程学。“它就像是物理的一个实际应用。你可能靠他维持你的生活。”而他觉得自己已经太长时间没有独立挣钱养活自己了。他开始渴望一份工作。小时候，他的父亲就给他灌输了继承遗产的思想，但真到他这一代，他已经没有什么东西可以继承了。1990年，他获得了加州大学戴维斯分校的机械工程学士学位。学习优异的他代表毕业生在毕业典礼上致辞。

大学毕业后，施特尔茨纳得到了麻省理工学院、斯坦福大学和加州理工大学等名校的奖学金。他选择了给他全奖的加州理工学院，在一年后就从那里获得了应用力学硕士学位。

走进NASA

施特尔茨纳开始计划在宇宙探索领域找一份工作，而近在眼前的加州理工学院所属的喷气推进实验室（JPL）不就是最理想的地方吗？他相信自己的实力，但第一次面试却是一次挫折。原来面试官有些过度敏感，结果面试变成了辩论。30分钟后，他被告知，“非常感谢你，但你不适合在JPL工作。”但他目标已定就不轻言放弃。他从电话本里把所有的JPL的部门主任都圈出来，从中挑出那些他认为自己适合的部门，然后给他们一一发去了自己的简历，再一一打电话过去问结果。

应用力学研究室的主任跟施特尔茨纳通了电话，主任说已经把简历转给了另一位主任。施特尔茨纳立即把电话打到那位主任处，可惜人家说自己手里有一大堆简历。而施特尔茨纳不在被挑出的侯选人里。“祝你好运！”，那人最后说。他整个人都蒙了。他觉得自己的简历看上去出色无比。如果自己没人要，那JPL要的都是些什么人呢？就在他胡思乱想的时候，那人奇迹般地又打回了电话。原来，他打的电话救了自己。不是他的简历不出色，只是因为人家手里的简历太多了，他的简历一开始被忽略掉了。也该他的运气好起来了，他前后找工作时间不到两个星期，就到了宇宙探索的最前沿。

亚旦·施特尔茨纳博士 (来源：NPR)

1991年，施特尔茨纳被JPL雇用。他加入的部门是飞行器结构与动力组（Spacecraft Structures and Dynamics group）。他参与了多项飞行项目，包括：“航天飞机对接和平空间站”（Shuttle-Mir Program）计划，“伽利略号探测器”（Galileo spacecraft），卡西尼－惠更斯号（Cassini─Huygens）土星探测器，火星探路者（Mars Pathfinder）太空船，火星探测漫游者（Mars Exploration Rover），火星科学实验室（Mars Science Laboratory，即“好奇号”火星车）等重大项目，以及多项初期概念性项目和技术开发。通过参加这些项目，他逐渐从飞行器结构方面转到了大气层再入、降落和落地系统。在一个后来取消的“强波林”（Champollion ）彗星探测太空船彗星项目中任落地系统工程师，在“火星探测漫游者”项目中任机械系统首席。

“我可能被过度补偿了。”施特尔茨纳回忆到。他被允许在职攻读威斯康星大学应用物理学系的博士学位。在威大，他还是一位出色的助教。他和导师丹尼尔·卡莫尔（Daniel C. Kammer）一起完成了NASA的“空间站健康识别分析”（health identification analysis）项目。在此基础上，他做出了“输入力，反向结构系统和反向结构过滤器”（Input force estimation, inverse structural systems and the inverse structural filter）的博士论文。他的研究结果被用于解决飞船与空间站对接中发生碰撞的问题。1999年，一个草根摇滚乐手就这样变成了一名工程物理学的博士。

在取得博士学位后，施特尔茨纳返回JPL，担任EDL的领头人。他的团队设计了2004年的两个火星车的气袋落地装置。

“好奇”号的诞生

施特尔茨纳在工作室里

在“好奇”号火星车项目中，施特尔茨纳是降落计划的总设计和再入下降和落地（EDL）的主管。他们把这个过程称为“好奇号的惊险七分钟”，因为这个火星车必须在七分钟内将速度从2万公里/小时降到零，这相当于把一辆时速为一百公里/小时的汽车在2.1妙里停下来。并且它必须平稳地停在一个指定的范围里。在这七分钟内，火星车连同它的降落装置完全是自动操作，每一步都不能有一丝一毫的差错。地球离它已经太遥远，它的设计制造者不能提供任何即时调控。他们在这个项目上已经工作了十年。

施特尔茨纳在讲解天空吊车

降落这个火星车的最大挑战还是它的重量。以前使用的反向火箭、降落伞、气袋和支撑脚及其各种组合都不能适应在它身上。为此，他的团队第一次设计制造了一个全新的系统：天空吊车（sky crane）。一开始，人们都说这简直就是发疯。其实对于他的团队来说，这也是很发疯的事情。不过，他们是工程师，是科学家。他们能坐下来设计它，验证它。其实，这个系统在地球上根本无法完全验证。但最后他们还是开发出了这个可以在火星不平整地面上放下大重量仪器的天空吊车。

在“好奇号”登陆的前一天，施特尔茨纳很平静。等待他的是两个全然不同的结局。他已经在过去的几年里度过了多少个不眠之夜，有时是在凌晨4点给同事发电邮。那个时候他在思考着可能发生的一切情况。但现在，“好奇号”正独自飞向既定的目的地。他已经做了能做的一切。现在他反而一下子放松了。他太太说，这一夜是他两年来睡得最好的一夜。

施特尔茨纳本人和他太太当逃诩最喜欢的照片。当时他看到的是左上角的图片。

关于“‘好奇号’登陆火星实况”，笔者已经在“指挥‘好奇号’登陆的华裔明星陈友伦”一文中详细介绍过了。在这里，我们只回忆几个片段。2006年8月6日晚8点26分，JPL控制中心的门被锁上。在“好奇号”落地前的几秒中，只见陈友伦在有条不紊地报告着刚刚得到的“好奇号”的消息，施特尔茨纳在他的身后来回走动，焦急地等待。当陈友伦宣布着陆成功的时候，指挥厅里一片欢呼声。1分30秒后，“好奇号”就传来了第一组数据。人们在大屏幕上看到的是64x64像素的“好奇号”自身身影图像。再过1分钟，“好奇号”就传来了高清析自身身影图像。这次降落可以说是一个奇迹。“最大的意外就是它没有任何意外。”施特尔茨纳后来说。

三个星期后，他的二女儿降生了。
Source: twitter

在参加完庆祝活动和答记者问之后，施特尔茨纳在天亮的时候回到了家里。他的妻子正在怀孕。在等待“好奇号”降落的最后几个月里，他还在等待着另一个新生命。三个星期后，他的二女儿降生了。小宝贝的出生同样是顺顺利利。

施特尔茨纳和他的团队

对施特尔茨纳来说，“好奇号”的成功是他最为辉煌的事情。谈到未来，这位已经担任JPL“再入降落着陆和小型天体访问办公室”（Office of Entry, Descent, Landing, and Small Body Access）主任职务的他说希望看到火星的样品返回地球，希望看到在木卫二的表面降落，希望到土卫六的巨大甲烷湖面去划船。显然，NASA已经盯住了火星以外的其他星球了。

火星上的摇滚

自我描述：火星大拿，业余园丁，专业噪音，饭桌吃货
Source: @steltzner

写到最后，可能有人会问，那么施特尔茨纳就真的与摇滚永别了吗？其实你看他那个猫王发型就可以猜到那是不可能的。施特尔茨纳生来属于摇滚，他也永远不会完全放弃摇滚。在上学期间和在JPL工作期间，他都是乐队的成员。在JPL的乐队叫“ M-Team”。他是一个会把童年梦想和现实工作相结合的人。当“好奇号”传来will.i.am的“摘星”（Reach for the Stars）之时，施特尔茨纳的梦想和现实就成了一体：“Flying just like nasa, out of space master”。他把摇滚送到了火星上，这是任何其他摇滚乐手都无法做到的事情。