火星漫遊者「毅力」號任務全指南：生命搜尋

據悉，美國宇航局將於7月30日向火星發射下一個漫遊者「毅力（Perseverance）」號火星車，這無疑是人類探索這顆紅色星球的一個激動人心的新階段。以下我們將詳細介紹這次火星探索的急先鋒「毅力」號火星車，以及它將為在火星上發現生命跡象帶來的新契機。

按照計劃，當「毅力」號在2021年2月登陸火星時，假設一切順利，它將是第五個到達這顆紅色星球的漫遊者，它的前輩是：旅居者、勇氣號、機遇號和好奇號。「毅力」號是NASA迄今為止最先進的探測車，但公平地說，它在很大程度上是仿照「好奇號」建造的。而「好奇號」早在2011年，就開始在火星上漫遊了。

NASA的科學家表示，「毅力」號本質上就是「好奇」號漫遊者的2.0版。

「毅力」號計劃將於美國東部時間7月30日上午7時50分（太平洋時間4時30分），從卡納維拉爾角空軍基地用阿特拉斯五號火箭發射。儘管新冠肺炎大流行，美國國家航空航天局還是設法完成了2020年火星任務。考慮到火星發射時間窗口有限，每26個月出現一次，這是個好消息。

在歷時7個月的火星之旅後，「毅力」號火星車將在耶澤洛隕石坑著陸，這裡曾是一個湖泊和河流三角洲。然後，這輛耗資27億美元的火星車將在接下來的兩年裡，搜索古代微生物生命的跡象，分析火星的地質和氣候，研究巖石和沉積物，發射直升機（是的，真的是直升機！），展示未來任務的技術，為未來的取回任務收集和緩存樣本，以及其他任務目標。但正如先前的火星車所顯示的，這項由美國宇航局噴氣推進實驗室管理的任務，可能會比計劃的持續時間長兩年。

毅力和好奇的大小差不多，長10英尺（3米），寬9英尺（2.7米），高7英尺（2.2米），「毅力」號重2260磅（1025公斤），比「好奇」號重278磅（126公斤）。在動力方面，火星車配備了一個多任務放射性同位素熱電發生器（MMRTG），它利用鈽-238的自然衰變產生熱能。

「毅力」號火星車配備了6個輪子，每個輪子都有自己的馬達和48個防滑板，可以提供極好的牽引力。前後兩對輪子都有自己的轉向馬達，這使得「毅力」號可以在原地轉360度。根據NASA的說法，火星車的腿將「使火星車能夠在高達40釐米的巖石上行駛」。

科學家告訴我們，「毅力」號的一個看似很小但卻很重要的變化是一個新的車輪設計，它應該可以防止「好奇」號在穿越帶有尖利的小巖石的地形時遇到的那種「刺傷」。新車輪的寬度略有減小，車輪的「螺紋」更粗、更堅固。

此外，「毅力」號任務還將包括一個額外的處理器，使漫遊者能夠自動駕駛得更遠、更快，並具備一種能讓漫遊者在著陸時自行導航到安全著陸點的能力。

最後這一能力很重要，這意味著NASA可以讓「毅力」號在危險的巖石外露區著陸。從第一天開始，「毅力」號就將位於令人興奮的科學目標附近，而不再是必須從無危險的著陸區長途跋涉到達目標。

「毅力」號也會比前人更有效率。

NASA的科學家們表示，從火星表面提取樣本並在火星車內部進行分析是需要時間的。「毅力」號有遙感儀器和近距離儀器，可以加快儀器數據的收集速度，提高火星車的速度。「毅力」號將比之前的火星車覆蓋更多的地形。

在最高速度下，火星車預計將以每秒1.6英寸（4.2釐米）或每小時500英尺（152米）的速度行駛。根據NASA的說法，按照地球交通工具的標準，「毅力」號漫遊者的速度是很慢的。然而，以火星車輛的標準來衡量，「毅力」號具備最傑出的表現。

另外，火星車的懸掛系統，即所謂的搖臂轉向架系統，將使「毅力」號能夠穿越不平坦的地形。令人難以置信的是，火星車的設計可以承受45度的傾斜而不會摔倒，但NASA並不打算冒險，不會讓它超過30度的角度。

這次「火星2020」任務總共包括了23個不同的相機，包括9個工程相機，7個科學相機，以及7個用於任務進入、降落和著陸階段的相機，還包括了一對麥克風。使這次任務有令人印象深刻的眼睛和耳朵。

Mastcam-Z將拍攝這顆紅色星球的全景、立體和放大的圖像（好奇號的Mastcam不能變焦，因此新相機添加了「Z」）。這臺相機將幫助火星車導航，但它也將被任務科學家使用。例如，識別表面的礦物學。根據NASA的說法，火星車的超級攝像頭除了正常成像外，還將用於「識別巖石和土壤的化學成分，包括它們的原子和分子組成」。

利用火星環境動力學分析器（MEDA），漫遊者將測量風速和風向、氣壓、溼度和塵埃顆粒的大小。火星車上搭載的X射線螢光光譜儀（PIXL）將在精細尺度上分析化學元素，而紫外線雷射光譜儀（SHERLOC）將提供火星表面的顯微圖像。RIMFAX是一種穿透地面的雷達，它可以讓科學家分析火星車下方的區域，研究它的地質構成。

科學家們興奮的表示，這是第一次，火星漫遊者將有能力觀察火星的地下。火星表面被一層灰塵覆蓋，現在我們將可以看到下面有什麼。

「毅力」號還將部署一架名為「機智」號的直升機，這應該是在另一個星球上第一架受控飛行的飛機。「機智」號是一種概念驗證項目，預計只會進行少量的短期飛行測試。然而，如果一切順利，「機智」號可能為更雄心勃勃的火星航空項目鋪平道路。

作為火星氧氣ISRU實驗（MOXIE）的一部分，「毅力」號還將嘗試從大氣中的二氧化碳中製造氧氣。這項實驗的成功對於未來的探險者來說絕對是個好兆頭。NASA對此解釋道：「這是一個叫做MOXIE的氧氣發生器，旨在將佔火星大氣96%的二氧化碳轉化為可呼吸的氧氣。這項技術將來可能會發展成更大、更高效的制氧機，使太空人能夠創造自己的空氣來呼吸，並提供氧氣來燃燒將人類送回地球所需的火箭燃料。」

這次火星2020任務最有趣和最有科學前景的方面之一是：樣本緩存系統（SCS）。在這部分任務中，「毅力」號將在耶澤洛隕石坑內採集巖石和土壤樣本，將它們放在幾個小容器中，並將它們投放到火星表面，以便在未來的任務中取回並帶回地球。

科學家告訴我們，返回地球的火星樣本將進行廣泛的主題研究，並將揭示火星上是否可能存在古代生命，早期火星令人費解的更溫暖、更潮溼的氣候，以及一顆大致與地球相似的行星的地球化學演化，自35億年前以來，這顆行星幾乎沒有發生什麼變化。對我們而言，以地面實驗室可以肯定的方式回答這些問題，是任務中最令人興奮的方面。

地球上最早的生命痕跡似乎已經被地質過程和生命本身的傳播抹去了，但火星上的情況可能並非如此。因此，科學家對帶回可能帶有生命痕跡的樣本的前景特別感興趣。這些樣本比我們在地球上已知的任何東西都要古老得多，甚至可能更原始，這可能會告訴我們，在環境允許的情況下，生命是如何起源的。

SCS是「毅力」號任務的一個關鍵目標，這就是為什麼漫遊者的儀器是用於偵察的。它的工具將幫助科學團隊在它們最初形成的環境中找到潛在的樣本。

與「好奇」號中內置的「科學實驗室」不同，「毅力」號這次裝備了一個精密而極其複雜的樣本採集和處理系統。在這個系統中，選定的鑽芯可以放入合適的容器中，在容器中成像，然後密封，並準備成組留在地面上，供日後漫遊車收集、取回。

最後，我們再看看「毅力」號履行職責的完美地點 —— 耶澤洛隕石坑。這個位於火星赤道北部，寬約23英裡（48公裡）的窪地曾經充滿了水，由一個湍急的河流三角洲補給。如果，幾十億年前火星上存在原始生命，它很可能就生活在這樣的地方。因此，「毅力」號將尋找大約30億至40億年前的有機殘留物化石和其他潛在的生物特徵。

如上所述，我們將不得不等到2021年2月，以及進入火星大氣層期間令人痛心的「恐怖7分鐘」，然後才能開始這項任務。一帆風順，「毅力」號，祝你好運！

---

如果朋友們喜歡，敬請關注「知新了了」！