直捣火星地下 寻找远古生命“蛛丝马迹”

直捣火星地下 寻找生命“蛛丝马迹”

“火星2020”漫游车探测火星的艺术概念图 来自NASA官网

据美国国家航空航天局(NASA)官网报道，尽管“好奇号”火星车目前仍不舍昼夜地逡巡于火星表面，但该机构新一代火星漫游车已“蓄势待发”。新火星车是NASA“火星2020”(Mars 2020)项目的关键部分。

如果一切按计划进行，NASA将于2020年7月将其送上红色星球，寻找远古生命存在的“蛛丝马迹”。尽管火星现在是寸草不生的莽荒之地，但在大约35亿年前，这里也曾有湖泊和河流，或也曾水波荡漾，孕育过生命。

为省钱“旧瓶装新酒”乍看起来，新款火星漫游车与“前辈”“好奇号”并无二致。但毫无疑问，它更先进：它拥有7台新设备、车轮也经过重新设计，且自动化程度更高。

一个钻头将捕获岩心，而一套带有微型机器臂的缓存系统会把这些样本封住，然后再将它们置于火星表面，为将来可能的样本回收任务做好返回准备。返回地球上的实验室后，研究人员就可以对其进行分析，从而判断火星上是否曾存在过生命，同时也能了解火星上的环境对将来的人工作业任务是否存在威胁。

新硬件装置目前正在NASA的喷气推进实验室(JPL)紧锣密鼓地研制，“火星2020”任务也由JPL进行管理。新装置包括“火星2020”任务的巡航阶段和下降阶段。巡航阶段把漫游车送入太空;下降阶段则是一台装有火箭发动机的“空中起重机”，它会把漫游车送至火星表面。这两阶段最近已移交至JPL的宇宙飞船装配设备内。

“火星2020”任务很大程度上依赖火星科学实验室(MSL)此前为“好奇号”漫游车打造的系统设计和备用硬件，新漫游车85%的重量源于“好奇号”火星漫游车，真可谓是“旧瓶装新酒”。

NASA火星探测计划主任吉姆·沃特兹就直言不讳地表示：“有如此多硬件已经被设计甚至制造出来，是新项目的主要优势，这不仅省时间、省钱，最重要的是降低了风险。”

高科技“伴身”捕捉生命“蛛丝马迹”

尽管与“好奇号”有相似之处，但“火星2020”的目标却大相径庭。“火星2020”的各种设备将通过研究火星现在的地形，寻找古老生命的“蛛丝马迹”。

为了实现这些新目标，新漫游车配备有一套尖端科学仪器。它将在微生物层面寻找生物印记。X射线光谱仪会瞄准食盐大小的位置探测;紫外线激光器将检测碳原子激光环散发出的“辉光”;透地雷达将成为首个探测火星表面之下情况的仪器，绘制火星表面之下10米深处岩层、水层和冰层的图像。

新漫游车的智能硬件也得到升级，包括彩色摄像机、变焦镜头和可以蒸发岩石和土壤以分析其化学性质的激光器。“火星2020”项目负责人乔治·塔胡说：“新设备将以前所未有的方式收集科学数据。”

这些工具还将进行马拉松式的采样：漫游车会至少钻20个甚至多达40个岩芯，为将来返回地球做好准备。

“火星2020”项目科学家肯·法利说：“地球以外是否存在生命是人类渴望想要回答的重大问题之一，我们从这次任务中收集的样本中学到的东西，有可能回答我们在宇宙中是否孤独这一终极难题。”

到“好奇号”没去的地方看看

此外，为了让漫游车更安全地着陆，JPL正在开发一种名为“地形相关导航”的新型着陆技术。当下降阶段接近火星表面时，它将使用计算机视觉系统，将真实景观与预先加载的地形图进行比较，引导下降阶段到达安全的着陆点。与之相关的名为“范围触发器”的相关技术将借助位置和速度数据，确定何时打开航天器的降落伞，借助这两项技术，漫游车的着陆范围会缩小50%。

“火星2020”项目进入、下降以及着陆负责人陈艾(音译)表示：“地形相关导航着陆技术使我们能安全到达对‘好奇号’火星车来说太危险而没有进行探测的地点;范围触发器让我们着陆更接近对科学有用的区域。最新方法能最大程度地降低着陆错误，对于未来致力于取回‘火星2020’样本的探测任务来说也至关重要。”

着陆地点三选一

选址是这一使命的又一个里程碑。今年2月份，科学界将“火星2020”任务潜在的着陆点从八个缩小到三个，这三个地方代表了可能孕育原始生命的不同环境：名为“耶泽洛陨石坑”的古老湖床、东北流沙带(此处的温暖水域可能与地下岩石有化学作用)以及哥伦比亚丘陵(此处可能有温泉)。《科学》杂志官网今年5月中旬报道称，前两个地点靠近古老的火山岩石，有助于同时执行另一重要任务——收集火星样本;而哥伦比亚丘陵曾被“勇气号”火星车探测过。

除了这三个地点都拥有丰富的地质条件，可能潜藏过往生命的“蛛丝马迹”外，研究人员还兼顾了候选地点的着陆难度。最终着陆地点将于未来一年内确定。

法利说：“在未来几年里，‘火星2020’科学团队将会衡量每个地点的优势和劣势，这是我们面临的最重要的决定。”