直搗火星地下 尋找生命“蛛絲馬跡”

“火星2020”漫游車探測火星的藝術概念圖 來自NASA官網(wǎng)

據(jù)美國國家航空航天局(NASA)官網(wǎng)報道，盡管“好奇號”火星車目前仍不舍晝夜地逡巡于火星表面，但該機構新一代火星漫游車已“蓄勢待發(fā)”。新火星車是NASA“火星2020”(Mars 2020)項目的關鍵部分。

如果一切按計劃進行，NASA將于2020年7月將其送上紅色星球，尋找遠古生命存在的“蛛絲馬跡”。盡管火星現(xiàn)在是寸草不生的莽荒之地，但在大約35億年前，這里也曾有湖泊和河流，或也曾水波蕩漾，孕育過生命。

為省錢“舊瓶裝新酒”乍看起來，新款火星漫游車與“前輩”“好奇號”并無二致。但毫無疑問，它更先進：它擁有7臺新設備、車輪也經(jīng)過重新設計，且自動化程度更高。

一個鉆頭將捕獲巖心，而一套帶有微型機器臂的緩存系統(tǒng)會把這些樣本封住，然后再將它們置于火星表面，為將來可能的樣本回收任務做好返回準備。返回地球上的實驗室后，研究人員就可以對其進行分析，從而判斷火星上是否曾存在過生命，同時也能了解火星上的環(huán)境對將來的人工作業(yè)任務是否存在威脅。

新硬件裝置目前正在NASA的噴氣推進實驗室(JPL)緊鑼密鼓地研制，“火星2020”任務也由JPL進行管理。新裝置包括“火星2020”任務的巡航階段和下降階段。巡航階段把漫游車送入太空;下降階段則是一臺裝有火箭發(fā)動機的“空中起重機”，它會把漫游車送至火星表面。這兩階段最近已移交至JPL的宇宙飛船裝配設備內(nèi)。

“火星2020”任務很大程度上依賴火星科學實驗室(MSL)此前為“好奇號”漫游車打造的系統(tǒng)設計和備用硬件，新漫游車85%的重量源于“好奇號”火星漫游車，真可謂是“舊瓶裝新酒”。

NASA火星探測計劃主任吉姆·沃特茲就直言不諱地表示：“有如此多硬件已經(jīng)被設計甚至制造出來，是新項目的主要優(yōu)勢，這不僅省時間、省錢，最重要的是降低了風險。”

高科技“伴身”捕捉生命“蛛絲馬跡”

盡管與“好奇號”有相似之處，但“火星2020”的目標卻大相徑庭。“火星2020”的各種設備將通過研究火星現(xiàn)在的地形，尋找古老生命的“蛛絲馬跡”。

為了實現(xiàn)這些新目標，新漫游車配備有一套尖端科學儀器。它將在微生物層面尋找生物印記。X射線光譜儀會瞄準食鹽大小的位置探測;紫外線激光器將檢測碳原子激光環(huán)散發(fā)出的“輝光”;透地雷達將成為首個探測火星表面之下情況的儀器，繪制火星表面之下10米深處巖層、水層和冰層的圖像。

新漫游車的智能硬件也得到升級，包括彩色攝像機、變焦鏡頭和可以蒸發(fā)巖石和土壤以分析其化學性質(zhì)的激光器。“火星2020”項目負責人喬治·塔胡說：“新設備將以前所未有的方式收集科學數(shù)據(jù)。”

這些工具還將進行馬拉松式的采樣：漫游車會至少鉆20個甚至多達40個巖芯，為將來返回地球做好準備。

“火星2020”項目科學家肯·法利說：“地球以外是否存在生命是人類渴望想要回答的重大問題之一，我們從這次任務中收集的樣本中學到的東西，有可能回答我們在宇宙中是否孤獨這一終極難題。”

到“好奇號”沒去的地方看看

此外，為了讓漫游車更安全地著陸，JPL正在開發(fā)一種名為“地形相關導航”的新型著陸技術。當下降階段接近火星表面時，它將使用計算機視覺系統(tǒng)，將真實景觀與預先加載的地形圖進行比較，引導下降階段到達安全的著陸點。與之相關的名為“范圍觸發(fā)器”的相關技術將借助位置和速度數(shù)據(jù)，確定何時打開航天器的降落傘，借助這兩項技術，漫游車的著陸范圍會縮小50%。

“火星2020”項目進入、下降以及著陸負責人陳艾(音譯)表示：“地形相關導航著陸技術使我們能安全到達對‘好奇號’火星車來說太危險而沒有進行探測的地點;范圍觸發(fā)器讓我們著陸更接近對科學有用的區(qū)域。最新方法能最大程度地降低著陸錯誤，對于未來致力于取回‘火星2020’樣本的探測任務來說也至關重要。”

著陸地點三選一

選址是這一使命的又一個里程碑。今年2月份，科學界將“火星2020”任務潛在的著陸點從八個縮小到三個，這三個地方代表了可能孕育原始生命的不同環(huán)境：名為“耶澤洛隕石坑”的古老湖床、東北流沙帶(此處的溫暖水域可能與地下巖石有化學作用)以及哥倫比亞丘陵(此處可能有溫泉)?！犊茖W》雜志官網(wǎng)今年5月中旬報道稱，前兩個地點靠近古老的火山巖石，有助于同時執(zhí)行另一重要任務——收集火星樣本;而哥倫比亞丘陵曾被“勇氣號”火星車探測過。

除了這三個地點都擁有豐富的地質(zhì)條件，可能潛藏過往生命的“蛛絲馬跡”外，研究人員還兼顧了候選地點的著陸難度。最終著陸地點將于未來一年內(nèi)確定。

法利說：“在未來幾年里，‘火星2020’科學團隊將會衡量每個地點的優(yōu)勢和劣勢，這是我們面臨的最重要的決定。”