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寻找火星生命痕迹的毅力号

作者:admin 2021-05-19 我要评论

毅力号以2万公里的时速进入火星稀薄的大气层,开始了恐怖七分钟,最终平稳降落在火星耶泽罗撞击坑。这开启了人类寻找火星生命的一段全新旅程。 毅力号火星探测器...

毅力号以2万公里的时速进入火星稀薄的大气层,开始了“恐怖七分钟”,最终平稳降落在火星耶泽罗撞击坑。这开启了人类寻找火星生命的一段全新旅程。

毅力号火星探测器在火星表面着陆的概念图

 

随着毅力号(Perseverance)的顺利着陆,人类的目光暂时从纷繁复杂的地球转向了遥远的红色行星——火星。作为有史以来最先进、最复杂的火星探测器,毅力号带着全人类的期盼来到火星,寻找生命可能留下的痕迹。

北京时间2月19日4点55分,美国国家航空航天局(NASA)发射的毅力号火星探测器在火星表面着陆。经过了203天、4.7亿公里的太空旅行之后,NASA这项耗资27亿美元的“火星2020”任务(Mars 2020)第一阶段顺利完成。而重达1026公斤的毅力号在火星表面经过几周的测试之后,即将开启为期两年的火星探测。

相比于之前的火星探测任务,毅力号除了要探测火星地质和气候环境的演变之外,还带有一个特殊的目的——寻找可能存在过的火星生命在火星表面留下的痕迹。现在的火星虽然是一个大气层稀疏、条件恶劣的荒芜行星,但是人们相信,在数十亿年前,火星表面的环境和地球较为相似,也被致密的大气层所包裹,在表面也有纵横的河道和湖泊。在那样的条件下完全有可能形成与地球类似的原始生命形式。而这些可能存在过的火星生命,有可能在火星表面留下痕迹。

要寻找火星生命的痕迹,就必须选择机会最大的区域进行探测。在五年多时间里,科学家们最终在火星表面的60多个候选区域中选择了位于火星赤道北部伊希地平原(Isidis Planitia)西侧边缘地带,宽45公里的耶泽罗撞击坑(Jezero Crater)作为着陆点。这个着陆点距离之前好奇号火星探测器(Curiosity)在盖尔撞击坑(Gale Crater)的着陆点大约3700公里。

最终选择这个区域,是因为科学家们相信这里曾经被液态水所覆盖。此前通过遥感设备发现,在耶泽罗撞击坑存在着大量黏土——只有在有水的环境中才可能形成这种物质。据此推测,在大约35亿年前,河流带来的水资源在这里形成了一个湖,并且冲刷出了一个三角洲区域。而随着水一起到来的还有丰富的矿物质。科学家们推测,在这样的条件下可能产生出一些微生物。而且这个区域也曾经在一段时间内被小行星频繁撞击——这也可能创造出有利于生命出现的环境。

对比地球的环境,科学家们曾经在密西西比河三角洲区域发现类似的黏土,而科学家们在当地的岩石样本中找到了微生物留下的痕迹——这给人们带来了希望,或许也能够在火星的岩石或土壤样本中发现火星生命留下的痕迹。正因如此,毅力号才会在数十亿年前的火星湖底的沉积物中进行搜索,并且收集岩石和土壤样本,寻找任何可能是生命留下的古老痕迹。

由于刚刚抵达火星,一切都还在准备之中。毅力号最引人注目的,就是它携带了多种先进科学仪器。这些仪器不仅使它能在火星表面对样本进行研究,还可以把数据发回地球,与科学家合作研究。另外毅力号还会把有价值的岩石和土壤样本收集起来,等待未来的人类宇航员抵达火星,将这些样本带回地球。

在动力方面,和之前到达火星的好奇号一样,毅力号通过一款名为放射性同位素热电机(Radioisotope Thermoelectric Generator)的核装置来为自己提供热量和电力;毅力号还带有一对高清科学摄像头“Mastcam-Z”,可以对火星地貌拍摄三维彩色全景照片;它还装备有一款名为“SuperCam”的科学仪器,以及X射线荧光光谱仪(X-ray Lithochemistry),可以通过脉冲激光探测火星岩石或沉积物的化学成分,甚至检测它们的硬度。

一款被简称为“Sherlock”的探测仪器,全名叫“用拉曼和发光技术扫描宜居环境下有机物和化学物质”(Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals)——它将用于探察火星上与远古时期水资源相关的有机物和矿物质。另有一款探地雷达(RIMFAX)可以探测火星地表以下数十米的情况,这有助于人们在未来寻找火星的地下水和冰层。火星原位氧气资源利用实验(MOXIE)会尝试在火星稀薄的大气中通过二氧化碳制取氧气。火星环境动力学分析仪(MEDA)则可以分析粉尘的大小以及火星天气。

在毅力号携带的各种科学仪器中,最引人注目的莫过于1.8公斤重的机智号火星无人直升机(Mars Helicopter Ingenuity)。机智号直升机尚未在火星的天空中进行过飞行。只有在毅力号完成一到两个月的测试之后,才会放出机智号进行飞行试验。如果试验成功,机智号将可以在空中对火星进行探测——在未来,这种无人机也可能在宇航员和火星基地之间传送货物。

虽然可以借鉴之前几款火星探测器的着陆经验,但着陆的危险始终存在。从火星轨道进入火星稀薄的大气层,最终落地的这个过程,地球无法给予探测器任何指示,只能指望其自身进行降落。这个过程大约会持续七分钟,极为惊险且容易失败,因此也被称为“恐怖七分钟”。

毅力号以2万公里的时速进入火星稀薄的大气层,开始了“恐怖七分钟”,最终平稳地降落在火星耶泽罗撞击坑。这开启了人类寻找火星生命的一段全新旅程。我们期待着毅力号发回对火星的探测数据,为未来人类宇航员登陆火星做充足的准备。我们更期待它做出惊人的发现,真的能够找到火星生命曾经存在的证据,告诉我们地球生命曾经并不孤单,生命的秘密也正在逐渐被揭开。

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