上大学二年级时，我在一个数千人参加的科学会议上第一次看到了由“火星全球探勘者号”收集的数据所绘制而成的色彩斑斓的新火星地图[这张新地图在1998年12月召开的美国地球物理联盟会议上发布，并刊登在同月出版的《科学》上。]。我和其他一些本科生一起坐在拥挤的会议厅里，来自麻省理工学院的一位名为玛丽亚·祖伯（Maria Zuber）的教授走到了房间前面。她站在讲台后面，身形小得不可思议。随着栩栩如生的幻灯片，她开始了自己的演讲。

我记得在她刚开始演讲的时候我有些分心。她的声音充斥于整个大厅，听起来有一些奇怪，有那么几秒钟的时间我还对此感到有些困惑。当我想明白自己为什么会有刚才的感觉时，我不由得挺直了腰板。这是我第一次听到一位女士做关于行星科学的报告演讲。我早已习惯于在大型会议上听男士们侃侃而谈，以至于听到女士的声音都感到有些不大习惯。

当我开始集中注意力听她的演讲时，我意识到玛丽亚正在对这一科学任务做十分精彩的阐述——比我之前听过的都好。她的自信和热情散发出来，所有听众都被带入其中。我坐在那里，忽然意识到我们在这一群男性科学家中作为女性的共同身份。一种自豪感油然而生，就好像她是在为我及会议厅里其他有抱负的女士演讲一样。

之后她把幻灯片切换到那张宏伟的火星地图。她停顿了片刻，让这张地图在她身后的屏幕上停留了一会儿，好像她知道这张地图会带来什么样的效果。她给了我们所有人时间来沉浸其中，来体会这张地图与之前的那些是多么的不同。通常以肉桂色呈现的火星表面如今被彩虹般的色彩所覆盖，壮丽地描绘出地形轮廓。峡谷、裂口和螺旋状的槽谷刻在色彩斑斓的表面上，火星的北半球如同地球的深海平原一般平坦——这是火星上古代海洋存在的诱人证据。在冰盖边缘的下方有连续的亮条带和暗条带交替出现的图案，这不仅记录了火星上的季节更替，也记录了长期的气候模式。从没有人见过这般模样的火星，一个我们仿佛触手可及的地方。她的色彩渲染使这个星球变成了精美的浮雕，把二维图像变成了三维图案。经线从极点弯曲延伸下来，如同一条条铅条穿过多彩的球体。在这个昏暗的房间里，这张火星地图如同教堂的窗户般照耀着我。

无论是对于NASA还是玛丽亚来讲，这张火星地图的问世都花费了很长的时间。用于收集数据的仪器被称为MOLA，是火星轨道激光测高仪的代号，这个词语有时也代表一类“奇怪的大型海洋鱼类”[即翻车鱼，拉丁文学名为Mola mola，是一种外形独特的、分布于温带和热带水域的大洋性鱼类，因其常上浮侧翻而得名。（译者注）]。作为NASA的一个被称为“火星观察者号”任务的一部分，MOLA最初于20世纪80年代被提出。这个航天器本来是“行星观察者”序列中的第一台，这是一系列基于商业通信卫星的轨道飞行器，NASA可以通过一项固定合同购买。该任务计划利用已经将航天员运送到近地轨道的航天飞机对轨道飞行器进行发射。

火星观察者号任务对于刚刚获得博士学位的玛丽亚来说是一项重大突破，那是她第一次有机会从事与一台飞向火星的航天器相关的工作。她在宾夕法尼亚州卡本县的煤田中长大，那里的繁荣和经济发展已经因为煤矿开采量的下降而日渐衰退。她家里没人上过大学，她的父母也很难理解为什么会有人愿意像她一样在学校里待那么长的时间。但她从小就对太空着迷，她会指着电视上火箭发射的画面在她的儿童游戏围栏里跳上跳下，甚至还喜欢上了电视镜头里的任务控制中心。

当她稍微长大一些，她开始没完没了地看《星际迷航》——她迷上了乌乎拉中尉[玛丽亚的“圣杯号”（重力回溯及内部结构实验室，Gravity Recovery and Interior Laboratory， GRAIL）月球探测任务在她最喜欢的电视节目《星际迷航》开播四十五周年之际发射升空。乌乎拉中尉的扮演者妮切尔·尼科尔斯到场庆祝。当她在1966年接过这一角色时，她成了最先在电视上扮演重要角色的非裔美国女演员之一。马丁·路德·金曾经告诉妮切尔，《星际迷航》是他让自己女儿观看的唯一的电视节目，因为妮切尔扮演的角色很强大。]——而且只要一有时间就会跑到祖父的旧车库里和祖父待在一起。她的祖父上完八年级就离开了学校，一生中大部分时间都身患黑肺病，饱受失业之苦。有一次他把自己微薄的收入省下来买了一台望远镜。那时玛丽亚不知道这件事，因为那台望远镜已经不在了。但是她的祖父学会了自己做望远镜，还把这手艺教给了孙女。当玛丽亚10岁的时候，她已经学会如何打磨镜片了。她会在自家的后院里把那些镜片组装起来，然后在那儿站好几个钟头去观察夜空，哪怕经常在寒风中冻得瑟瑟发抖。

作为一名州警察的五个孩子之一，家里没有多少钱可以供她上大学。当她高中快毕业的时候，她的辅导员鼓励她向宾夕法尼亚州立大学申请奖学金。经过选拔之后，奖学金委员会给她的辅导员打电话，建议她去宾夕法尼亚大学。那年秋天，玛丽亚入学了，为了维持生计，她在费城富兰克林研究所帮游客操作望远镜。1986年，当她从布朗大学博士毕业时，她成了她的高中里第一个获得博士学位的人。

读研究生时，玛丽亚的研究方向是行星演化的理论模型[读研究生时，玛丽亚从事流体动力学模型方面的研究，通常会涉及高度非线性黏性流体。]。用于模型验证的一些数据集没有办法获取，于是她决定自己去收集。后来，她进入NASA的戈达德太空飞行中心工作。作为一名新研究员，她和团队一起负责研制火星观察者号上面的一台仪器。那是一台雷达测高仪，可以通过测量火星地形的高度和深度对火星地表景观进行测定。然而在载着七名宇航员的“挑战者号”航天飞机爆炸解体之后，NASA暂停了这项任务。火星观察者号的发射推迟了几年时间。很快，为了控制不断增加的成本，上面的很多仪器设备都被陆续放弃了。尽管NASA还是希望测高仪能够随火星观察者号一起升空，但已经没有资金来维持这台仪器的制造了。他们宣布进行公开竞标以选择价格更为低廉的测高仪。

玛丽亚知道，作为星球大战计划——里根总统在冷战中提出的反弹道导弹防御系统战略计划——中的一部分，美国已经在激光技术上面投入了数十亿美元。她设法拿到了安全许可，并开始和其他一些年轻科学家一起同工程师会面。他们已经解决了能量供应问题，定位了问题的关键点，并且找到了一个稳定激光振荡的办法。当时所有行星仍在通过雷达进行测绘，但玛丽亚意识到如果她能让激光系统完成这一工作，那雷达测绘肯定会被激光测绘所取代。

她的想法是测定轨道飞行器与火星表面之间的距离，并以此来计算火星地势的高度。这台仪器可以发射出八十亿分之一秒的激光脉冲，并精确测定光线反射回来所需的时间。即使激光的实际功率仅为冰箱灯的五十分之一，他们设计的这台仪器仍然能够提供十分精确的地形读数。

NASA最终批准了这份报价1000万美元的方案，不过它也担负着巨大的风险。玛丽亚很年轻，还没有可以拿得出手的经历，并且这个方案是否行之有效也并不完全清楚。镀金的铍镜望远镜的指向必须十分精确，计时也要精确到纳秒量级。这台仪器必须有自己的控温时钟，时钟需要通过冷却来防止计时漂移，即使是最小的误差也难以被纠正。除此之外还有其他的一些障碍。工程师们不允许科学家们进入超净间，玛丽亚不得不去获取激光安全和激光工程方面的认证资格。她在这项任务上花费了数年的时间，其间她结婚并生下了两个孩子，有时她甚至不得不把他们放在婴儿车里带去参加会议。发射升空时，她把刚学会走路的大儿子和还是婴儿的小儿子带在身边。听到火箭的轰鸣声，她的小儿子睁开了蒙胧的睡眼，四处张望了一下，很快又安静地睡着了。

在抵达火星轨道前的1个月，火星观察者号终于拍下了它的第一张火星远景照片[MOLA仪器本身不具有摄影机，但是航天器上有一台火星观察者号摄影机。这是一个三部件系统，包含一个长焦镜头和两个广角镜头。]，玛丽亚几乎都可以品尝到这些数据的美妙。精确是她的强项，而且她很确信她和同事们已经成功制作出了这个世界上最为精确的科学仪器之一。

1993年8月下旬的一天，玛丽亚外出购买食品。当时距离火星观察者号预定的进入环绕火星轨道的时间还有三天。玛丽亚和MOLA仪器团队的负责人当时正要前往喷气推进实验室，不过她还是打算储备些食物和饮料，好让团队中的其他人也能远程参与到庆祝中来。在从商店往回走的路上，她接到了一个电话，称航天器失去了联系。按计划在进入火星大气层之前会有短暂的通信中断，所以她并没有太在意。那看起来似乎只是工程师在重新建立通信连接时遇到了一点小麻烦。

坐上前往加利福尼亚的飞机，玛丽亚满怀希望地觉得重启一下计算机还会奏效的，那样的话，当她的飞机降落在洛杉矶时问题应该就已经解决了。但当她抵达喷气推进实验室时，情况并没有什么变化。随着时间的流逝，她变得越来越担心。新的指令每隔20分钟发出一次，位于堪培拉、马德里和加利福尼亚的深空追踪天线全都专注于尝试与航天器重新建立连接。玛丽亚和她的同事们寄希望于自动控制系统仍能够发挥作用，能够让发动机正常点火，将航天器送入轨道。如果航天器没有径直从火星旁边飞过而是进入环绕火星的轨道，那么工程师就能获得更多的时间来解决这个问题。位于夏威夷的军用和科研红外望远镜被匆忙调用起来，尝试去探测遥远的航天器所发出的热红外信号。但不巧的是，太平洋上空的云层刚好在那时候遮挡住了望远镜的视线。时间继续流逝，每过去一个小时都让大家愈发绝望。一个星期过去了，仍然没有什么消息，航天器就如同幽灵一般消失了。

玛丽亚最终飞回了马里兰州。她买到的是当天最后一架航班的最后一张票，座位位于最后一排的中间位置。她已经连续三天没有获得任何特别的数据流，现在更使她一无所有了。空乘人员看到她脸上绝望的表情，问她出了什么事情。玛丽亚吐露她把她的航天器弄丢了。“我希望你能找到它。”玛丽亚下飞机时空乘人员安慰道，并递给她一整瓶酒。

第二天，玛丽亚回到她的办公室，整整一个下午她都只是在盯着窗外。她意识到自己无事可做。没有黑匣子可以恢复，也没有遥测数据可以帮助她了解航天器偏离航线的位置。由美国海军研究实验室召集的调查小组对航天器的部件设计进行了逐一排查，但仍没有办法复现故障模式。第二年1月，离玛丽亚因火星观察者号永远失联而辞职已经过去了很长一段时间，调查小组宣布[如同一头巨大的灰熊一般，航天器在飞行过程中一直处于“冬眠”状态。但通信卫星技术原本并没有预设过长达数月的休眠。1994年1月，来自海军研究实验室的调查小组得出结论，引起航天器失联的原因最有可能是其主推进系统中的燃料增压储罐发生破裂。在过去11个月的飞行中自燃燃料甲基肼通过阀门发生了泄漏，并与四氧化二氮发生了意外接触。泄露的燃料可能导致航天器发生高速自转并损坏了其搭载的关键部件。]，推进系统在航天器历经长距离航行后重新启动时发生了破裂，这可能是火星观察者号失联的罪魁祸首，破裂的位置位于隔热层下方的一段管路，破裂造成的液体外泄喷射可能导致航天器发生了灾难性的旋转。

在这次令人心碎的失败发生后的几个月里，玛丽亚和康奈尔大学的一位名为史蒂夫·斯奎雷斯（Steve Squyres）的科学家合作，试图为复飞任务重新争取预算支持。他们开始花很多时间在国会山上，西装革履地去和各种人约见，恳求国会议员能够继续支持他们。没错，政府确实是在硬件设备上有一些支出，但主要的经费其实是花在了研究人员身上，让这些研究人员想方设法办到别人办不到的事情。而现在，他们需要的只是新的硬件。75年前，威廉·皮克林在他位于牙买加一座山顶的天文台里写下了那些定期来自火星的信函。在一次令他感到欣慰的行动里，玛丽亚让那些怀疑者回家去问问他们的孩子，对于能够定期获得火星上的天气预报有什么想法。她告诉他们，如果能够得到复飞的机会，那种激励和鼓舞正是这次任务的保证。

玛丽亚和史蒂夫看起来终于得到了第二次机会。NASA正在开展一个基于更小、更廉价航天器的探索火星的新项目。一个名为火星全球探勘者号的新任务被选定于1996年的发射窗口进行。与同样在1996年发射升空的火星探路者号一样[火星全球勘测者号于1996年11月7日发射，火星探路者号则于同年12月4日发射。由于火星探路者号无须减速入轨，它得以沿着一条速度更快的飞行线路前往火星。1997年7月4日，在火星全球勘测者号于1997年9月11日抵达火星之前，火星探路者号先期抵达火星。这对NASA来讲总算是做了件体面的事。萦绕不散的挑战者号事故灾难和不断出现的航天飞机燃料储箱问题加深了NASA的负面形象。公众普遍开始认为纳税人用于太空探索的资金正不停地被挥霍掉。与此同时，太空科学界对连续不断的新数据越来越不耐烦，而民用太空项目预算却在逐渐减少。]，火星全球探勘者号是NASA“更快、更好、更省”新项目的一部分。它比火星观察者号更轻，质量和尺寸只有前者的一半。但它可以搭载包括MOLA在内的五种相同的仪器。玛丽亚将会成为这台仪器的第二负责人。

在即将发射之前，一位记者联系到了玛丽亚，问她作为任务科学小组87名研究人员中唯一的女性有什么感受。这个问题让她大吃一惊，这怎么可能是真的？但她快速浏览了一遍团队花名册上的名字后发现，这个记者说的是对的。她意识到自己肯定是在很早之前就已经开始不关注这样的事情了，她把自己的头脑训练得只会去思考更大的问题，比如如何用令人惊叹的分辨率绘制火星地图——如何改变行星地图的绘制。

当火星全球探勘者号于1996年11月发射升空时，玛丽亚身在佛罗里达州。她的两个孩子再开心不过了，因为对他们来讲，发射意味着可以去迪士尼乐园游玩。一切看起来都正在按计划顺利进行，但在发射升空一个小时后，在寂静的、真空的太空中，一个小连杆[这个连杆是减震器臂的一部分，用来防止太阳能电池板关闭时像纱门撞击门框一样发生剧烈碰撞。]从一面将要展开的航天器太阳能电池阵列板上断裂脱落下来。它还没有一块安全扣大，但由于某种物理上的巧合，它的运动轨迹刚好将它送进了航天器侧边接头与太阳能电池板边缘之间的5厘米长的铰链中。这个小连杆卡在铰链里，导致太阳能电池板以一个很别扭的角度伸展开来，比完全展开的角度小了刚好20°。

在这种情况下，航天器仍然能够获得足够的太阳能供应飞往火星，但麻烦的事会在它抵达火星时出现。在这个航天器的设计中，使用了一种被称为“空气制动”[空气制动只经过了一次测试。在1994年任务结束时，作为工程演示的一部分，“麦哲伦号”航天器下降至金星稠密大气层的浅表处。航天器在金星炙热的云层中燃烧起来，但它的飞行速度出现了大幅下降。火星全球勘测者号计划在火星表面更稀薄寒冷的大气层上部掠过。为了能够提供额外的阻力，太阳能电池板的末端配备了可展开的襟翼。]的全新技术来实现入轨。这一技术是利用火星上微薄的大气对太阳能电池板产生的阻力使航天器的速度自然地降下来，而不需要消耗宝贵的燃料。这使火箭的成本降低了80%，但几乎没有什么容错空间。在太阳能电池板扭曲的状态下，这种空气制动是否还能起作用是一个未知数。

在航天器长达309天的飞行中，工程师们多次尝试通过来回摆动太阳能电池板使散落的金属片松脱下来，但他们的运气不大好。当航天器最终抵达火星时，控制团队决定让它轻缓地“走进”火星大气层中，看看会出现什么情况。此时玛丽亚已经搬去了马萨诸塞州，她得到了麻省理工学院终身教授的职位——这是她无法拒绝的。学校对她充满了信心，校董会主席告诉她：“在火星观察者号失败之后，你本可能就此从这一领域淡出。但是你没有，我们认为这是有原因的。”她刚搬进新办公室就接到了任务控制中心的电话，电话那头传来的声音流露出不安的情绪。“呃，太阳能电池板可能已经断裂了，我们现在只能等着遥测结果。”玛丽亚挂断电话后，她的秘书脸色煞白地走出了房间，避免和她有目光接触。玛丽亚不由得深吸了一口气。

事实上，当时太阳能电池板还没有断裂，但断裂也很容易发生。它开始发生摇摆，首先是停在大约20°角的位置，之后像弯曲的膝盖一样向后弯折至超过其完全伸展时的位置。出于对连接处脆弱性的担心，控制团队立刻将航天器重新升高回到火星大气层上方，并寻找解决方案。很快，遥测结果表明用于牵引太阳能电池板的弹簧没有办法长时间承受火星大气阻力。这给控制团队带来了一个很大的问题：火星全球探勘者号需要大幅减速，将其巨大的椭圆形轨道变轨为紧凑的圆形轨道。唯一能够令航天器进入可进行火星测绘的轨道的方法就是空气制动，但是要空气制动就存在着损坏太阳能电池板的风险。

工程师们知道将太阳能电池板完全折叠收回不是一个可行的方法，因为这会导致航天器自身产生过多的热量，所以他们决定倾斜太阳能电池板，使其与大气阻力方向一致，从而使航天器所承受的大气阻力减少三分之二。当他们发出倾斜太阳能电池板的指令时，他们意识到这将付出巨大的代价：这意味着航天器在变轨至圆形轨道前需要再环绕火星多飞行几百圈，在每次俯冲迫近火星表面时都轻轻地掠过大气层。在空气制动完成并且火星回到相对于太阳正确的位置之前，航天器的主要任务都无法开展。这意味着要再等一年半的时间。

玛丽亚并没有打算成为一名地图测绘员，但她一直很欣赏火星地图，包括那些在她出生之前就已经绘制出来的。按照她的标准，这些地图的分辨率很粗糙，没有办法捕捉到那些可以让这个星球变得栩栩如生的细节，但地图上的一些火星地形的名字都富有深刻含义。伊西底斯[名称来源于伊西斯（Isis），伊西斯是古埃及宗教信仰中掌管守护死者和生育的女神。（译者注）]、阿卡迪亚[意为“躲避灾难”，引申为“世外桃源”。（译者注）]、埃律西昂[意为“极乐世界”，是古希腊神话中的最初乐园，是由众神挑选的英雄们死后所生活的地方。（译者注）]——这些名字唤起了一个神话般的空灵世界。

大多数火星地形的命名都是在一百多年前由19世纪意大利天文学家乔凡尼·斯基亚帕雷利完成的。他观测到火星表面存在很多纵横交错的线，还观测到许多前人未曾观测到的火星地形，而这些地形都需要命名。和玛丽亚一样，他从小就喜欢仰望星空。他也是在一个位于世界安静角落里的大家庭中长大的——他是皮埃蒙特–撒丁王国的一位火炉操作工的八个孩子中最大的一个。用泥土锻造砖瓦的生活很艰苦，但作为一个男孩，他有大把的时间去思考和探索。在大多数周日和很多个冬日里，年轻的斯基亚帕雷利会窝着看书，《王子地理》是他最喜欢的书之一。到了夜晚，他会去教堂的钟楼远望土星的星环。

然而在斯基亚帕雷利的13岁生日刚刚过去几个星期后，意大利国王向奥地利帝国宣战，结果却败退到皮埃蒙特的山脚下。国王退位，他的儿子在镇压不断暴发的起义、革命和叛乱中开始了自己的统治。撒丁王国摇摇欲坠，斯基亚帕雷利在他15岁那年前往都灵上大学。考虑到自己国家和家庭存在的不确定因素，他寄希望于成为一名工程师——一个稳固、实用且能赚钱的职业。学校的考试难度很大，班上的55名学生被淘汰到只剩下15人，不过斯基亚帕雷利的成绩很好。在19岁那年，他拿到了土木建筑和水利工程学位。

他没有什么积蓄，也没有奖学金，所以他先暂时在附近的学校找了一个教小学数学的职位，他尽可能地削减自己的开支。1856年，他在新门体育馆找到了新职位，在给父母的信中，他告诉他们自己缺少毛巾，并且在穿过草地的时候扯坏了自己最好的鞋子，但他迫切需要的只是三四个纽扣。在破旧的房间里，他会在夜里专注地看一些关于现代语言和天文学的书籍，并且把笔记记在他的一系列日记里。他用优雅的手写体写散文和诗歌，语言在意大利语和他日益精进的拉丁语、法语、希腊语、希伯来语之间来回切换。他经常饿肚子，这会拖慢他的工作进度。他发现自己会因为一天结束时所能完成的工作量太少而感到沮丧，更糟糕的还是一些想象不出有什么用处的工作。

但到了1857年，在一位教过他的教授的帮助下，他得到了一个意想不到的研究天文学的机会。他把自己那少得可怜的家当直接打包，为有机会去柏林和一位彗星专家合作感到欣喜若狂。他的父母对此感到震惊和焦虑，但是他向父母提议说，在途中经过的每一个地方——尚贝里、巴黎、布鲁塞尔、科隆，最后是柏林——都会给他们写信。“我不会进入野蛮的国家。”他跟自己的父母许诺道，还向他们保证法国和德国是“文明国家”。

抵达柏林后，他便立刻投入到手头的工作中。与此同时，他还去探究哲学、地理学、气象学、物理学和地磁学方面的知识。他如饥似渴地阅读席勒的经典戏剧作品，涉猎印度学方面的内容，并且开始学习阿拉伯语[他的一个弟弟成了著名的阿拉伯语教授，这个弟弟的女儿艾尔莎后来成了世界知名的时装设计师。]和梵语。两年后，他前往波茨坦，之后又航行到圣彼得堡，在普尔科沃天文台做进一步的研究。在那里，他在一对天文学家父子的手下工作。没过多久就有一个关于工作机会的消息传来，他将作为第二天文学家在米兰的皇家天文台任职。很快他便发现了一个新的小行星——他把它称为夕神星（Hesperia），即“希望”。不久后，他又发现流星其实就是彗星的尾巴。

过了几年之后，斯基亚帕雷利将注意力转向了火星。1877年的夏天，在一个坐落于布雷拉宫屋顶的天文台上，他开始记录下自己所观察到的火星的奇异特征。首先，他将这个星球上较亮的区域和较暗的区域用一条长长的贯穿南北的分界线分开。他将明亮的区域划分为一个个小岛，并对它们分别命名，比如泽菲利亚——西风的故乡、阿盖尔——一个神话中的岛屿、埃律西昂——逝去英雄的归宿；西面，在海格力斯之柱[名称起源于古希腊神话，用来形容直布罗陀海峡两岸边耸立的海岬，现引申为两个高耸之物。（译者注）]之间，斯基亚帕雷利绘制了黑暗的海洋：第勒尼安海——伊特鲁里亚之海、辛梅利亚海——色雷斯之海、塞壬海——塞壬之海；北面坐落着阿卡迪亚平原；东面则是太阳湖。

斯基亚帕雷利从希罗多德的作品、《奥德赛》和希腊神话里的英雄群体中取材来进行命名。他起的一些名字再现了宏伟时刻，比如驾驶日辇跨越天空的泰坦神赫利俄斯（Helios）的旅程。当他标记火星上的地形时，他依照赫利俄斯的路线：东方的克里斯[在托勒密（Ptolemy）的描述中，它位于泰国/马六甲地区。]和阿盖尔[位于恒河河口的传奇银岛，如今位于缅甸的阿拉干。]——泰国和缅甸，到珍珠湾，再到印度的珍珠海岸。他还从宗教中汲取灵感，借用了《圣经》中的名字：在阿拉伯旁边的是广阔而明亮的伊甸园。有些命名也流露出了一抹忧伤的情绪，那可能来自遗留在他脑海中的青年时代所感受到的“黑色忧郁”[斯基亚帕雷利曾深切地感受到失去的痛苦，特别是他的弟弟欧亨尼奥在索尔弗利诺战役中伤重不治。他曾经写道，他希望国家之间能够少谈论阿姆斯特朗和克虏伯这种军火制造商，而多谈论梅尔兹、库克和克拉克这种望远镜制造商。]，抑或是生存在这个世界上所带来的不安情绪。那里散布着烟雾缭绕的土地和黑色的湖泊；那里有门诺尼亚，一片只有在冬天才会不时发白的晦暗土地；那里还有一些地形是以地球上尚未被现代探险家发现的地点来命名的，比如比逊河和基训河——两条在美索不达米亚平原消失了的河流。整个火星地图都是颠倒的，因为他的望远镜翻转了图像，但他觉得以这样的视角去对火星进行绘制和思考是最为容易的。

他自己也承认这是“一种奇怪而无序的排列”，但是将它们汇聚到一起，便唤起了一部人类文明史，一个与我们所在的世界相互交织，并且充满了再现人类宏图壮志的希望的地方。美妙的名字点缀在火星表面，而这些名字会世代相传下去[在很多英国天文学家之间，斯基亚帕雷利的“去英语化命名法”激起了他们根深蒂固的地域主义。]。

玛丽亚抵达麻省理工学院时，她也慢慢地注定要成为一名地图测绘者。她一开始想过成为一名宇航员，甚至都提交了申请，不过很快她把申请撤回了。她想养育孩子，而且并不想将他们抛下，特别是在挑战者号事故之后。但她很快就发现其实还有很多方式可以去进行探索，并且人类建造的那些探测器能够将她带到比近地轨道空间站更远的地方去。航天器可以开启人类自身无法触及的可能性，将视野投射到更遥远的世界上。

与此同时，她也知道这是一个高风险和高回报并存的领域——在这个领域没人能够带着十足的把握进行前沿探索，并且对于依赖于技术的空间探索，其成败只在一线之间。火星观察者号的失败已经让她体会过这种不确定性带来的刺痛，不过，能够直接从火星上获取任何数据都是一个难得的机会。正因如此，当空气制动过程的延缓让所有人都感到挫败时，玛丽亚却决定好好利用它。幸运的是，尽管航天器的飞行轨道与理想轨道偏离得很远，但还是有那么几个月的时间可以收集火星测绘数据。那些时间段不属于空气制动阶段，航天器并不在火星大气层中飞过，因此其所搭载的仪器可以安全地进行部署[要安全地进行部署，航天器上所搭载的仪器就必须位于大气层上方，以防止其因空气制动而发热。]。当他们开始这样做时，航天器飞行的近拱点，即其飞行轨道中距离火星最近的点，刚好在北极的上方。玛丽亚很兴奋，她获得了测试她的仪器的机会。很快，MOLA开始顺利工作起来。利用获取的初步数据，玛丽亚绘制出精美的火星北极的三维模型，她迫不及待地赶在圣诞节之前将这些发现刊登在《科学》上。对于即将到来的更多发现来讲，这也算是一道美味的开胃菜。

但是，就在她等待着再次品尝成功果实的同时，她也无法将风险抛之脑后。1998年12月，在她的关于火星北极的文章刊载并登上了火星新闻头条的同一天，NASA发起了一项用于研究火星气候的新火星任务[即“火星气候探测者号”，原计划用于火星大气层、气候和地表研究。（译者注）]。同火星探路者号和火星全球探勘者号一样，新的航天器也是一款低成本的航天器，这也是依照NASA的“更快、更好、更省”宗旨开展的第三次火星探测任务。在其飞行过程中，航天器飞行路线进行小幅修正的次数远超通常水平，但这并没有引起多少人的注意。直到航天器抵达火星时，任务控制中心才意识到出了问题。当航天器第一次绕到火星背面时，它发出的信号强度会大幅下降。但是信号强度下降出现的时间比预期早了49秒，之后信号再也没有恢复。不出半个小时，工作人员便知道发生了什么，很明显航天器冲入火星大气层顶部并发生了解体，而这是在导航指令中混淆了英制单位和公制单位的结果。

短短几个月内，又一个“更快、更好、更省”宗旨下的火星探测任务失败了。在这个任务中我也做出了一些微小的贡献，在模拟火星表面风洞中进行实验来评估太阳能电池板上的灰尘负载量。“火星极地着陆者号”差一点就在火星南极地区的乌尔蒂米悬崖——一块地处由重力风雕饰出的峡谷和如同绽放花朵一般的黑色沙丘之间的区域——着陆了。但是，航天器上搭载的计算机将感应到的着陆器支架的一次震动误认为是航天器已经着陆的信号，并因此发出了关闭下降发动机的指令。这导致航天器从40米高的位置高速坠落并撞击到火星表面。

当玛丽亚进入这一领域时，她明白这是所有高风险科学中风险最大的一个。半数火星探测任务以失败告终：有些如同火星观察者号一样失联并悄无声息地从火星附近飞过；其他的一些则发生坠毁，残骸散落在火星表面。在萨马拉谷地的沙石上，散布着大片大片的金属和缠结的线缆。在西阿尔弗斯山丘，有一面带有苏联国徽的三角旗[1971年苏联发射的火星二号探测器有可能坠毁在南纬45°，西经313°附近区域。]。在伊西底斯平原，英国天体生物学任务探测器那毫无生气的太阳能电池板仍然如同一把躺椅一样折叠着[任务非常接近成功。2015年使用火星勘测轨道器高分辨率成像科学设备对其坠毁地点进行的轨道成像似乎表明四个太阳能电池板中的三个成功展开，但第四个可能没有或不完全展开，导致其遮挡了发射器天线。]，慢慢地积聚着灰尘。在乌尔蒂米悬崖的某处，则有一张可能已经粉碎了的存储有100万名学童名字的光盘。

在火星观察者号之后，玛丽亚觉得自己彻彻底底地失败了——一种被刊登在《纽约时报》头版上的失败。这种感觉并不好，但最终她学会了从这次经历中汲取力量。无论任何时候出现了问题，她都会问自己：“这有多糟？会比你的航天器在抵达火星前三天失联更糟吗？可能并不会。”

火星全球探勘者号陷入了危机，它在火星的夜空拖着它的太阳能电池板。不过，让玛丽亚感到宽慰的是，这次任务没有以再一次的失败而收场。相反，它将成为NASA历史上最成功的任务之一。在开始测绘的前两年里，它就已经获取了比之前任何一次火星探测任务都要多的数据，其中MOLA又是它所搭载的所有仪器中获取数据最多的。每天，90万次激光脉冲照射到这个星球上，它们返回的地形测量数据比地球上很多地区的测绘结果还要好。这些数据为我们提供了所有想要了解的东西：从火山活动、陨石碰撞、地形变化到水和冰的侵蚀与沉积作用等，种种会影响火星地貌的现象。

玛丽亚和她的团队利用这些数据描绘了他们的彩色地图。以深蓝色所代表的凹陷低地为起点，地壳起伏形成一片万紫千红，仿佛岩浆仍在从这个星球隆起的一侧喷涌而出。在那片隆起的区域里有迷宫一样的山谷、锯齿状的裂缝和此起彼伏的山脉。水手谷那多彩的裂缝跨越了这个星球圆周的五分之一，达到了不可思议的几乎五倍于东非大裂谷的深度，之后才让路给诺克提斯迷宫[意为“夜间的迷宫”，介于水手谷和塔尔西斯之间，该区域因其形态类似迷宫而得名。（译者注）]的锯齿状峭壁。

然而无论是在叉开的低地还是布满陨石坑的高地上，都没有明显的地震断层或山带。如果这个星球曾经有过板块构造[正如前面注释中提到的那样，尽管许多研究人员认为火星很可能是由单一板块组成的星球，但也有人认为水手谷可能是一个板块边界。]运动的话，这些地貌应该是存在的。一块巨大的洼地表明，在远古时期的某个时刻，一颗庞大的小行星撞击到火星的南半球。人们曾经对希腊盆地进行过研究，但当时没人意识到它深到足以吞噬乞力马扎罗山。在地图上，它是一块呈现为刺眼蓝紫色的区域，如同一只巨大的圆形眼睛。它边界的峭壁有1英里高，所以要想把美国大陆那两英里厚的岩石层装进去，还必须从里面再扔出足够多的东西来。陨石撞击产生的冲击力可能足以对跨越地核和地幔边界的热流造成不可逆转的破坏，从而使火星磁场永久消失，并因此导致火星大气的逃逸。

这张高精度的地图使得玛丽亚可以像阅读盲文一样阅读火星的历史。正如最初获得的数据所提示的那样，火星的北半球被证明是太阳系中观测到的最光滑的表面。大部分地形似乎都略微向北倾斜，表明可能曾经有一个遍布整个星球范围的排水系统通向北部广阔的大洋。火星表面上还刻画着一条可能的海岸线，那片名为德尤特罗尼鲁斯的海岸绵延数千千米。它以差不多相同的地势高度延伸，部分地方存在的高度变化可能是源自过去所承载的海水蒸发后而发生的地面回弹。每当玛丽亚绘制出新的细节，就有一段火星历史被揭示出来。

火星全球探勘者号改变了观测行星的意义。如果过去的火星地图只是一张简单的图画，那么新的火星地图则可以算是一幅细致的肖像。它所涵盖的内容超越了肉眼所能获取的信息，将地势轮廓、成分和无形的力等方面的数据尽收其中——不仅仅是地形[举例来说，火星地壳上大片的区域被磁信号覆盖，就如同一本覆盖着隐形墨水的彩色画本。这表明过去极光曾经在火星两极上空飞舞，并且火星也曾被磁场保护免受太阳风——一直以来太阳由其大气层向外抛射的有害粒子流——的侵害。火星上有与化学风化相关的矿物，这清晰地表明火星表面曾经与水发生过相互作用。玛丽亚测高仪的测量结果表明，火星上的局部区域曾汇集过水并形成了池塘，并且在一些得不到太多阳光照射的斜面——陨石坑壁、山谷岩壁、一些扇形碎片上的凹陷——上面还有冲沟存在的迹象。航天器还测出火星大气中存在微量的水，并且还对可见光谱区外的红外光谱区进行探测——在红外光谱区，矿物质会吸收特定波长的光。然而火星上还没有碳酸盐存在的证据。白垩矿形成于水和二氧化碳存在的条件下。地球早期的二氧化碳大气——气压足有70巴，相当于现今大气压的70倍——进入海洋中，所形成的石灰岩覆盖于远古海洋的海床上。离开稠密的大气层，火星上就不可能有稳定存在的地表水。水的存在会导致碳酸盐的产生，但在火星上没有找到碳酸盐，并且没有人知道这是为什么。在火星表面上空300千米处的轨道上，火星全球探勘者号还发现了其他令人费解的东西：一块巨大的椭圆形矿石。该矿石名为赤铁矿，是铁锈的晶体形态，这是火星上存在化学风化的第一个证据，它的存在清楚地表明火星表面曾经与水发生过相互作用。这种矿石集中于子午线高原，如同灯标般闪闪发亮。在今后的几年里，事实会证明这实在是诱人到令人难以抗拒。]，还包括磁信号和使用非可见光探测出的矿物组成。火星上还有很多有待观测的细节，我们需要先到达那里，而当我们到达那里时，我们还需要知道如何去进行观测。

许多年来，火星全球探勘者号一直在监测着火星的变化：极地冰盖的膨胀、岩石的销蚀、尘土的消散。而且，令玛丽亚十分高兴的是，火星每周的天气情况还由NASA通过一个网站向公众进行播报，告诉人们那个遥远到超乎想象的地方的变化情况，就像是当年来自牙买加深山的皮克林的信函。有一天，当玛丽亚开车穿过马萨诸塞州时，她甚至听到广播里两个人在谈论火星上的气温和尘土飞扬的天空。他们对人们是如何知道火星上的这些事情感到十分的惊奇，并且想知道使这一切成为可能的科学家是谁。

任务结束前，火星全球探勘者号还拍摄下了一张地球的照片，这是第一张从其他行星拍摄的地球照片。对大多数人来说，这只不过是件无关紧要的事，甚至可以算是虎头蛇尾。它不是约翰·格伦（John Glenn）透过飞船的舷窗第一次从太空中观察我们的地球，也不是“旅行者号”在太阳系的边缘将它的镜头对准来时的方向，去拍摄在照片中也就仅比一个像素大一点的地球图像——用卡尔·萨根的话说，如同“悬浮在阳光下的一粒尘埃”。但我记得我在电脑上盯着这张照片看，将它拖至整个屏幕，并尽可能地放大来进行搜寻。地球看起来遥不可及，不过在照片中还是可以辨认出来的。它呈现为新月的形状，大半区域处于黑暗的背阴面。月球则位于地球的旁边，有着和地球相同形状的阴影。

当我凝视着图像中地球所占据的这几个像素，并试图从中分辨出蓝色、绿色和白色的像素方格时，我在想我自己当时正位于这张图像中的什么位置。这帧照片捕捉到了很多东西，也模糊化了很多东西。在它拍摄的那天，我就在这张照片中的某个位置，过着自己的生活。我想知道在相机快门发出咔嗒声的那一瞬间我是在烹饪白豆汤、在凌乱的床上睡觉，还是在透过图书馆厚重的玻璃窗凝视着窗外的雨。或许当时我正坐在一棵木兰树下，或许正在匆忙地穿过一条拥挤的城市街道，又或许正迷失在思绪中，想知道自己是否具备成为一名科学家所需要的特质，想知道谁能给我指明前进的方向。

而玛丽亚也在这张照片的另一个像素里。毫无疑问，她正在做着伟大的事情，并没有意识到自己对许多像我一样的女青年的生活产生的影响。我坐在电脑前，眼前的屏幕上那张新月状的地球照片下方是一条信息，签名档上写着托尔金的一句名言。我读了一遍又一遍：“不是所有的流浪者都迷路了。”这条信息就是我在这张照片上搜寻的原因，也是我坐在那里思考下一次火星上的快门按下时我会在哪里的原因。这条信息来自玛丽亚，她告诉我再过几个月我就可以去波士顿读研究生了。她已经同意做我的导师了。