毅力号飞奔火星探测生命……希望号、天问一号:不见不散!

subtitle 世界科学07-31 02:36 跟贴 14 条

这个7月,火星探测之旅不孤单。 阿拉伯联合酋长国希望号火 星探测器7月20日从日本发射升空; 7月23日,我国的天问一号发射升空。

北京时间7月30日的19:50(美国东部7月30日上午7:50),美国宇航局(NASA)将向火星发射他们的第5架火星探测器毅力号。

如果一切顺利,该任务很可能会结束一个重大疑问:

火星上是否存在过生命?

毅力号以2012年登陆火星的好奇号为模型打造,并有了多方面的升级:

能在火星表面上行得更快,驶得更远,还可以绕过更多障碍物;

自动驾驶系统全面升级;

车轮更Q弹,利于在复杂地形下圆滑进击;

更凶残的是NASA还为它配备了无人驾驶直升机独创号(Ingenuity),这双猛虎之翼将会成为第一架在另一个星球上升腾的飞机。

毅力号的任务之一是进行一项在火星大气中产生氧气的实验,以此证明把火星当作未来的火箭燃料工厂这一概念的正确性。

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毅力号搭载了各路装备。其中摄像头配备了23个(前辈好奇号只有17个)

先前4架火星漫游车的探索目标都着眼于火星是否存在过生命活动,所获得的答案是:火星表面曾有过水,但也仅仅有过水——这是目前可以确定的;当前的火星环境里存在一部分有机物——但这没法推导出“有过生命”的结论

毅力号之所以有望解决上面的问题,是因为它将全面搜索火星表面的冻土中可能存在的微生物。

NASA喷气推进实验室的机器人工程师菲利普涂(Philip Twu)表示:“这次火星任务将是第一次直接搜索生命体遗迹的任务。”涂此前协助设计了毅力号的自动驾驶系统。

除了收集可能包含生命遗迹的岩石样本,毅力号后续可能还要把样本大包返回地球。

“恐怖7分钟”

开始搜索前,漫游者先得长途飞行抵达火星。这场太空穿越将耗时7个月之久。

2021年2月顺利抵达后,它也还要像前辈所经历的那样,克服登陆的困难:

一方面,漫游车及其携带的各类小物件太重,重达1吨;

另一方面,火星的大气层比地球上的稀薄,因此降落伞的力度不够。所以毅力号将无法只依靠降落伞着陆,必须通过缓冲装置(例如缓冲火箭)吸收掉冲击载荷,实现软着陆。

艺术家对毅力号着陆场景的想象

火星距地球太遥远,我们发送给它的任何无线电信号都会有一定时间的延迟。此前好奇号在执行任务途中将信号发回地球,花了13分钟。同样的,毅力号也会因为信号延迟而无法在着陆过程中得到地球方面的实时控制;它将自行完成一系列机动操作,包括选择完美着陆点,以及将速度从12000英里每小时降至0。

毅力号的降落将完全由其自行控制

NASA的工程师们称这次登陆为“恐怖7分钟”(seven minutes ofterror,降落过程差不多耗时7分钟)。“在它安全着陆并将无线电信息发送回地球之前,我们都无法确定它是不是还好好的。”

毅力号身上那些增加的摄像头能把降落过程拍下来,然后把视频分享回地球。此前的先行者们都没这操作。

另一方面,尽管好奇号于2012年展示了完美着陆,毅力号任务的项目副主管马特·华莱士(Matt Wallace)仍焦虑难安:

“到那恐怖7分钟的阶段,我们的心会像布莱克伍德《幽魂岛》里的主人公在深夜看到印第安人闯入屋中时那样疯狂跳动。着陆是整个任务里最危险的部分,而且降落程序一旦开始,NASA是控制不了漫游车的。一种糟糕的可能性是我们会无力地通过回看见证一场灾难性的失败。”

寻找洪荒时的生命

好奇号降落在干涸的古老湖床盖尔环形山(Gale Crater)处。毅力号的落点则是杰泽罗火山口(Jezero Crater),那里曾是一条河流的三角洲,地形相比盖尔略加险恶。

涂表示:“那里可能有更多的岩石,更多的悬崖;更复杂的地形要求毅力号以更智能的行动技巧开展搜索工作。一切都必须完美运行,如果漫游车卡在了什么地方,或是摔坏了车轮,那就只能等死了,因为没有火星拖车把它拉回维修厂。这些担忧并非杞人忧天,去年NASA的洞察号着陆器就曾在钻地过程中发生了的热探针被卡住的意外。”

但高风险自有高回报。NASA行星科学部主任洛莉·格拉兹(Lori Glaze)说道:“如果火星上确实曾存在生命,那里就是保存证据的地方。”

杰泽罗火山口有着34亿年历史。作为河流三角洲的遗址,它是寻找生命遗迹的理想场所

麻省理工学院的地球生物学家坦贾·波萨克(Tanja Bosak)解释道:“河床中有很多古老的黏土矿物质,过往的沉降运动或许帮它们吸收到了微生物留下的有机分子。”所以想要找微生物化石,它们是最佳选择。

毅力号的任务将持续一个火星年(1.88个地球年)

进入三角洲后,毅力号将借助其摄像头和各种化学传感器寻找最有可能藏着微生物遗迹的岩石。地球上的科学家根据采集到的数据确定数十个需要钻取的样本。钻取完成后,岩石样本将被存放在毅力号内部的特殊试管里。

未来人们还将向火星发送新的漫游车,进行样本的交接,然后通过小型火箭将它们发射回地球。

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