毅力號火星車將首次在火星上使用穿透地表的雷達，一探火星地下的地質奧秘

2020-10-20 NASA愛好者

NASA的毅力號火星車上，RIMFAX正在工作（藝術概念圖）：毅力號的火星地下探索雷達成像儀（Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment，RIMFAX）使用雷達波探測火星地面，揭示火星地表之下未經探索的世界。

圖片來源：NASA /加州理工-噴氣推進實驗室/挪威國防研究機構（Norwegian Defence Research Establishment，FFI）

美國航空航天局（NASA）最新的漫遊車——毅力號（Perseverance）火星車，將在火星表面上使用第一臺能夠穿透地面的雷達儀器，用於尋找古老微生物曾經存在的痕跡。

2021年2月18日，NASA的火星2020（Mars 2020）毅力號漫遊車將降落在紅色星球之上，安全著陸之後，毅力號將對傑澤羅隕石坑（Jezero Crater）進行細緻入微的搜索，幫助我們了解當地的火星地質歷史，並尋找古老微生物曾經生活過的跡象。但這個六輪機器人將不會只限於搜尋火星表面：毅力號將利用一個名為RIMFAX的探地雷達，探視火星地表之下深處的奧秘。

相比從太空中對火星進行研究的火星軌道飛行器上的類似儀器，RIMFAX的不同之處在於它將是火星表面上第一個穿透地表的雷達，聚焦於毅力號將要探索的特定區域，為科學家提供比太空中的雷達能獲取的解析度更高的數據。對傑澤羅隕石坑進行針對性探索，意味著毅力號團隊將能更好地了解這一特定火星地形地貌的特徵，以及它是如何隨著時間的推移而形成的。

RIMFAX是「Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment」（火星地下探索雷達成像儀）的縮寫，可以提供地表以下至少30英尺（10米）結構的高度詳細視圖。利用這一特殊的儀器，毅力號將為我們揭示隱藏的地質層級信息，幫科學家找到火星歷史環境的相關線索，尤其是那些可能為生命存活提供了必要條件的線索。

為NASA的毅力號火星車測試RIMFAX：RIMFAX儀器的測試模型（雪地機動車後面的拖車上）在挪威的斯瓦爾巴特群島進行了現場測試。

圖片來源：挪威國防研究機構

「我們能在火星車的正下方拍攝地下圖像，」RIMFAX的首席研究員、挪威奧斯陸大學（University of Oslo）的斯威因-埃裡克·哈姆蘭（Svein-Erik Hamran）說，「我們可以對不同的地下層級進行三維建模，確定毅力號下方的地質結構。」

雖然如今的火星是一個寒冷的荒漠，但科學家懷疑，在數十億年前的溼潤時期，可能有微生物生活在傑澤羅隕石坑中，而且這種古老生物曾經存在的證據可能就保存在隕石坑的沉積物中。RIMFAX提供的信息將有助於為毅力號火星車上的儀器定位特殊的區域，以進行更深層的探究，找到隱藏在巖石中的化學、礦物和紋理線索，來探尋過去微生物可能的生存跡象。在任務的最後，研究團隊將藉助毅力號收集數十個鑽芯樣本，將其密封在試管中並存放在火星表面，以備將來執行任務時返回地球。這樣一來，我們就可以在實驗室中利用那些因體型太大而無法送去火星的儀器，對來自另一顆星球的第一批樣本進行研究。

追溯火星歷史

科學家認為，28英裡（45公裡）寬的傑澤羅隕石坑，是由一個大型天體與火星相撞、衝碎了火星地殼深處的巖石而形成的。在35億多年前，水源通過河道溢入了隕石坑，形成了一個扇形三角洲般的湖泊。

哈姆蘭希望RIMFAX能幫助解釋三角洲的形成方式，「如果只藉助火星表面的圖像，這將非常困難，因為火星塵埃掩蓋了一切，因此你不一定能看到所有地質變化。」

RIMFAX在NASA的毅力號火星車上的位置示意圖：在這張可視化圖片中，藍色線框部分突出顯示了RIMFAX，RIMFAX儀器的天線從外部安裝在毅力號背面的MMRTG（火星車的核電池）下方。利用交互式工具「了解毅力號」（Learn About Perseverance，網址：https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/instruments/rimfax/），你可以更深入地了解毅力號本身和它的多種功能。

圖片來源：NASA /加州理工-噴氣推進實驗室

哈姆蘭和他的研究團隊將對連續的雷達探測圖進行堆疊，創建隕石坑底部的二維地下圖像。最終，雷達數據將與火星車上相機拍攝的圖像相結合，創建三維地形圖。

在地球上有一類用於查找掩埋的公用設施、地下洞穴等的探地雷達，RIMFAX採用的就是同一種雷達類型。實際上，哈姆蘭正在用它來研究冰川，然而，在數千公裡之外的火星上，他和同事將依靠巡遊在傑澤羅隕石坑中的毅力號來完成這項工作。「我們會在靜止時進行一些測量，」他表示，「但是實際上，大多數測量將會在火星車行駛時收集。」

毅力號任務的更多相關信息

毅力號任務在火星上的主要目標是天體生物學研究，包括尋找古代微生物生命的跡象。火星車將對火星的古代氣候和地質特徵進行表徵，為人類探索紅色星球鋪平道路，並且，毅力號任務還是第一項對火星巖石和風化層（破碎的巖石和塵埃）進行收集和儲存的任務。

目前，NASA正在與歐洲空間局（European Space Agency，ESA）合作，考慮進行後續的飛行任務：發射探測器前往火星，從火星表面收集這些儲存的樣本，然後將它們送回地球進行深入分析。

火星2020（Mars 2020）任務是一個更大計劃的一部分，該計劃還包括探月飛行任務，以此為人類探索紅色星球做準備。到2024年，NASA將負責送太空人重登月球；到2028年，NASA將通過阿耳忒彌斯（Artemis）月球探索計劃在月球之上及其周圍建立可持續的人類存在。

噴氣推進實驗室（JPL）由加利福尼亞州帕薩迪納市的加州理工學院（Caltech）為NASA管理，JPL負責建造並管理毅力號和好奇號（Curiosity）火星車的運營。

更多毅力號任務的相關信息請見：

mars.nasa.gov/mars2020/

nasa.gov/perseverance

參考來源：

https://mars.nasa.gov/news/8770/nasas-perseverance-rover-will-peer-beneath-mars-surface/

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