好奇號首次火星巖石鑽取樣本:粉末呈灰色(圖)

2020-12-06 環球網

好奇號的勺子裡放著鑽探巖石過程中獲得的第一份巖石粉末狀樣品

北京時間2月22日消息，據美國國家地理網站報導，近日，美國宇航局好奇號火星車成功鑽進火星巖石並獲得了粉末樣品，這是人類首次取得這樣的成就。

這輛火星車在本周三發回的圖像確認了這些珍貴的粉末樣品正在穩穩地放置在好奇號機械臂上的勺子裡，很快這些樣品就將被送入其搭載的兩件微型化學實驗室進行分析，這都是史無前例的成就。讓科學家們感到欣喜不已的是，這些粉末樣看上去呈現一種灰黑色，而不全是覆蓋火星表面的那種紅色，他們認為這種灰色的巖石中蘊藏的信息將幫助他們逐漸揭示火星古代的環境信息。

火星樣品取樣系統科學家喬伊·霍洛維茨(Joel Hurowitz)在美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的一次電話會議中表示：「這些巖石可能非常古老，它們就像是時間膠囊，而我們正在鑽探這樣一塊巖石。」

鑽探地點

進行鑽探的地點分布有大塊的平坦巖床，有很多解理裂隙，其中填充了沙土，還有很多灰色的結節瘤狀物，另外還可以看到白色的礦脈。霍洛維茨和他的小組並不打算在礦脈或灰色的球體上進行鑽探，然而由於這些瘤狀物實在太普遍了，因此有可能他們在進行鑽探的過程中碰觸到了這些物體。現在的理論認為這一地區在地質歷史上可能曾經浸沒於水面之下。據此，霍洛維茨表示：「這一地點將有可能告訴我們水和巖石之間的相互作用過程。」

好奇號的鑽頭安裝在它長兩米的機械臂頂端，在其移動和操作的過程中都需要精密的控制，因此此番首次開展實際工作便首戰告捷讓人興奮。好奇號自從去年8月份以來一直在火星上工作，它幾乎花費了6個月的時間才找到理想位置來首次使用它的鑽探工具。

這裡是一個被稱作「黃刀灣」(Yellowknife Bay)的地點中較低的位置，好奇號已經在這裡開展了超過1個月的考察工作。此前被好奇號科學家們判定為一條已經乾涸的古代河道的位置，在地質歷史上，那裡曾經有河水流淌，這些河水最終正是匯入黃刀灣地區。

而實際進行鑽探的這塊巖石被以已故的好奇號項目科學家約翰·克萊恩(John Klein)的名字命名，據信這塊巖石應當是粉砂巖或泥巖，而地質學家們表示那些白色的礦脈可能是硫酸鈣或石膏，不過那些呈灰黑色的瘤狀物究竟是什麼成分仍然是一個謎。

勝利時刻

對於那些設計並操作這次鑽探行動的科學家們來說，這是一次巨大的勝利，其程度不亞於好奇號首次在火星著陸的那一刻。在整個鑽探操作過程中火星車需要執行上百項動作，好奇號所用的鑽頭，它的鑽探能力和複雜性都是獨一無二的。

取樣系統首席工程師路易斯·蘭杜拉(Louise Jandura)已經在好奇號鑽探系統崗位上工作了8年時間，她透露研製小組在測試過程中曾經為好奇號製作了8種不同樣式的鑽頭，最終才選定了現在安裝在好奇號上的這一最優設計方案。而在研製時，團隊對每一種鑽頭都進行了1200次鑽探測試，在20種不同的地球巖石上開展了測試工作。

因此她將此次成功鑽探評價為「歷史性的」，因為這一過程為科學家們提供了一個前所未有的機會對那些從未暴露於外界風化與火星表面強烈輻射環境下的物質開展研究工作。

微型實驗室

而此次鑽探最終得到的這一勺灰色粉末樣品之後將會被送入好奇號搭載的兩臺實驗設備，這兩臺設備是火星樣本分析儀(SAM)以及化學與礦物分析儀(CheMin)，這兩臺設備都是迄今別送往火星的最複雜的實驗儀器。

火星樣本分析儀是好奇號搭載的設備中複雜程度最高，體型也最大的一臺。其包含有兩臺可以將樣本加熱到982攝氏度的加熱爐，它的作用是將巖石樣本中的元素和化合物轉化為可供儀器分析識別的氣體。火星樣本分析儀同時也可以探測到在樣本中是否存在任何含碳有機物。

有機物是構成地球上生命的化學基礎。科學家們普遍相信由於隕星撞擊作用和微細行星際塵埃的緩慢降落，有機物會被不斷送上各大行星表面，其中當然也包括火星。不過科學家們也認為火星表面的強輻射環境將會摧毀其地表存在的任何潛在有機物質，因此他們希望能在巖石內部這樣被封閉保護起來的空間中找到有機物的線索。

化學與礦物分析儀的作用是向樣本照射X射線，從而確定巖石的礦物成分。礦物成分忠實地紀錄了其形成至今所在環境的變遷情況，包括可能可以為生命現象提供支持的一些要素以及能量來源等等。

「火星樣本分析儀」(SAM)以及「化學與礦物分析儀」(CheMin)在去年10月份已經接受了第一份火星土壤樣品。其中SAM在分析過所取土壤樣品過程中監測到了有機成分，不過科學家們此後一直在嘗試確定究竟這些被探測到的有機物確實是火星當地的，還是好奇號從地球上帶過去的。

在接下來的幾天時間裡，CheMin設備將會第一個接受此次所取的粉末狀樣品，然後是SAM。考慮到進行這些分析的複雜性，分析結果可能要等到數周之後才能揭曉。

由於一些小問題，鑽探作業以及對樣本的分析工作出現了一些推遲。這些問題主要涉及鑽探軟體以及一個設備篩網測試平臺的問題。首席系統工程師丹尼爾·利莫達利(Daniel Limonadi)表示這並不表示好奇號的篩網出現了故障，而只能說地面控制人員此後在使用這些設備時會顯得更加小心謹慎。(晨風)

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