計劃2020年發射火箭去火星,帶回火星樣本,研究火星生命

文:王炆忌

美國宇航局的科學家們選擇了火星上的一個地點,計劃在2020年讓他們的下一個漫遊者著陸——這個地區很可能是火星上的一個古老的河流三角洲。宇宙飛船的目標是在耶澤洛隕石坑著陸,該地區可能在數十億年前就適宜居住。NASA在選擇這個地點進行探索時特別小心;總有一天,漫遊者收集的樣本可以返回地球進行研究。

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這個新的漫遊者是美國宇航局2012年登陸火星的最後一個漫遊者的繼任者,被稱為“好奇號”。這個機器人一直在探索火星上一個被稱為蓋爾隕石坑的區域,蓋爾隕石坑在過去也比現在潮溼得多。在過去的六年裡,“好奇號”已經對它在火星上的一小塊區域瞭解了很多。它在火星土壤中發現了有機物質,並探測到了甲烷——一種主要由地球生命產生的氣體。但火星探測器的問世,美國宇航局希望最終能找到一個長久以來一直困擾人們的問題的答案:生物生命真的在火星表面生存過嗎?

為了解釋這一點,NASA計劃是火星樣本返回任務的第一步。在耶澤洛隕石坑,機器人將挖掘出誘人的岩石樣本,這些樣本可能包含火星上過去生命存在的證據,並將這些材料儲存在火星表面的貯藏庫裡。然後在某個未知的日期,美國宇航局將向火星發射第二次任務,收集火星2020年的樣本並帶回地球。這樣我們就可以在我們自己複雜的實驗室裡研究這些火星岩石,真正瞭解古代火星是什麼樣的。

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火星樣本返回任務是目前行星科學界的首要任務之一。這也是一項非常困難的任務。為了從火星上獲取樣本,NASA需要在這顆紅色星球的表面著陸一系列複雜的技術,包括一枚能夠從地面起飛的火箭。這樣,這些樣本就有足夠的能量掙脫火星的引力,飛到太空回到地球。

到目前為止,美國宇航局還沒有從火星上獲取2020年火星樣本的計劃,但該機構希望在本世紀20年代末發射這一後續任務,並在本世紀30年代初重返地球。“我今天沒有任何更新,工作還在繼續。美國宇航局科學任務理事會的副局長托馬斯·祖布臣(Thomas Zurbuchen)在新聞發佈會上說。

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但首先,2020年火星探測器將選擇最具吸引力的樣本進行進一步研究。為了選擇一個完美的地點,NASA的專家和其他行星科學家在過去四年裡舉行了四次研討會。他們能夠從60多種可能的選擇中縮小著陸地點的範圍。位於火星北半球的耶澤洛隕石坑是入圍的四個地點之一。它最終贏得了比賽,因為它具有包含遠古生物特徵的潛力——很久以前的生命跡象。

也許耶澤洛隕石坑最吸引人的地方是它曾經是流水的家園。一顆小行星的撞擊可能已經在這個地方形成了一個28英里寬,1600多英尺深的隕石坑。科學家認為,這個隕石坑在35億到39億年前就充滿了水。

在隕石坑內部是一個三角洲,這告訴研究人員,水流入湖中,沿途沉積沉積物和其他物質到隕石坑中。由於湖泊是地球上非常適宜居住的環境,這使得耶澤洛隕石坑成為一個有吸引力的選擇。流動的水也增加了微生物或其他生命被運送到該地區並被困住的可能性。NASA噴氣推進實驗室的2020年火星項目科學家肯·法利(Ken Farley)在今天的新聞發佈會上說:“三角洲是一個很好的地方,可以找到生命存在的證據,自這個湖泊出現以來,這些證據被保存了數十億年。”

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耶澤洛隕石坑也是許多有趣而多樣的岩石的家園,這使它成為一個從地質學角度探索的好地方。它被認為至少有五種不同類型的岩石,其中最令人興奮的是碳酸鹽巖。這種岩石是由水、岩石和大氣中二氧化碳等氣體相互作用而形成的。碳酸鹽巖可以提供數十億年前火星大氣層的線索。而且它也可能是另一個微生物繁盛的地方—從湖泊分離。

雖然耶澤洛隕石坑擁有一些很好的研究特徵,但這個地區並不是著陸航天器的最佳地點。該地區有很多巨石和岩石,還有懸崖和窪地,這對需要輕輕著陸的飛行器來說是一個挑戰。但2020年火星探測器將配備複雜的著陸程序,就像它的前輩“好奇號”一樣,其中包括一個類似繩子的裝置,被稱為“空中起重機”(sky crane),它將輕輕地把探測器降落到地面。據美國宇航局稱,近年來,工程師們還改進了他們的著陸系統,這樣航天器就能避開特別起伏的區域。

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為2020年火星探測器的發射做準備還有很多工作要做。該機器人計劃於2020年7月搭載阿特拉斯V型火箭升空,計劃於2021年2月著陸。與此同時,美國國家航空和宇宙航行局(NASA)本週將集中精力將另一艘宇宙飛船降落在火星上——一個名為“洞察號”(InSight)的機器人,它將坐在這顆紅色星球的表面,研究世界的內部。洞察號自5月發射以來一直在火星上運行,計劃於11月26日星期一著陸。

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