火星車和直升機就位，美國火星任務即將執行，尋找火星生命的痕跡

2020年是26個月一遇的火星發射年，火星探測窗口重新打開，給人類提供了又一次探索火星的機會。

在今年，人類一共有三個火星探測任務執行。其中，阿聯的希望號火星探測器在7月20日發射升空，我國的天問一號在7月23日成功執行，唯一還在等待的，就是美國的毅力號火星車了。

2020年的火星末班車

在此之前，NASA計劃的時間是7月17日，不過被推遲到了月底。日前，NASA終於宣布，他們的新一代火星探測器毅力號，即將在當地時間7月30日（周四）早7:50，搭乘著宇宙神Ⅴ號運載火箭於佛羅裡達州卡納維拉爾角發射升空。這趟前往火星的末班車，終於要出發了。NASA局長吉姆·布裡登斯廷興奮地說：「發射準備已經完成檢查，我們真的要出發了！」

（圖片說明：宇宙神V號火箭，它將承擔此次火星發射任務）

在此之前，美國已經向火星發射過許多火星車了。但是，在此前制定十年計劃的時候，火星車任務仍然從許多任務中拔得頭籌。這不僅因為NASA希望在30年代展開載人登陸火星任務，需要提前探測相關的信息，也在於他們開發了更多更先進的設備，可以讓我們更加了解火星。

那麼，這一次的毅力號火星車，到底有何特殊之處呢？

強大的探測設備

據介紹，毅力號火星車的體型大概和一輛SUV差不多，擁有6個輪，重量達到了1040公斤。它的重量是我國天問一號的火星車四倍還多，這一方面是因為天問一號還攜帶了繞火星軌道器，另一方面也在於毅力號的確配備了許多先進的科學設備。這些設備，都將向人類展示它們的強大能力。

• MASTCAM-Z：很顯然，它就是毅力號的眼睛，桅杆相機可以對眼前場景進行縮放，實現立體成像，幫助毅力號規劃最合理的前進路線；
• SUPERCAM：同樣是一款功能極其強大的光學設備，可以發射雷射束，對火星的巖石進行化學分析，從十幾米外探測其是否含有有機物質；

• MOXIE：看它的名字就知道了，這是為了人類未來登陸火星任務做的準備，科學家將首次嘗試將火星大氣中的二氧化碳轉化為氧氣，如果該實驗成功，未來人類登陸火星將很大程度上藉助這個方法合成氧氣；
• RIMFEX：可以對火星表面以下的地質結構進行探測和研究，不僅能夠研究火星在過去的地質變化，還能嘗試尋找地下水，以供未來登陸火星的人飲用；
• MEDA：火星環境動態分析儀，包含著一組靈敏的傳感器，可以測量火星表面風速、溫度、壓力相對溼度等大量信息，評估火星表面氣候及環境；

• SHERLOC：是一種利用拉曼光譜及冷體輻射對火星表面宜居地區進行有機物和化學成分進行觀測的設備，對於我們尋找火星上的生命痕跡來說非常重要；
• PIXL：行星X射線巖石化學分析儀，是一種X射線螢光光譜儀，其解析度極高，可以對鹽粒那麼大的目標進行檢驗和分析。

除此之外，毅力號還攜帶了很多其他設備，如：下一代太空衣的材料，以測試它們在火星表面對太空人的保護能力；一塊來自火星的隕石，幫助毅力號的設備校準；比好奇號更堅固的車輪，直徑更大、寬度更小、並配有弧形鈦輻條，延長其壽命；鑽地設備，讓毅力號能夠鑽破火星表層，取出下面的巖石，並通過發射的設備最終帶回地球。

（圖片說明：毅力號將攜帶五種太空衣材料，以測試其防護能力）

哦對了，它還攜帶了一個矽晶片，其中刻有過去一段時間在全世界範圍內徵集的名字。每個人都可以在網上輸入自己的名字，然後被毅力號火星車帶去火星。NASA一共徵集了超過1000萬個名字，不知道有沒有你的名字？

前所未有的突破

雖然我們曾經說，由於阿聯的火星探測器並非火星車，並且也不是自主製造，所以今年的火星任務主要是中美兩國的科技競爭。

（圖片說明：毅力號火星車整裝待發）

但不得不承認，美國的火星探索任務還是要比我們先進的。比如說，他們除了要發射火星車之外，還將在歷史上首次嘗試利用懸空探測器，也就是無人機進行地球以外的探索工作。

這架無人機，被命名為機智號火星直升機（Ingenuity）。機智號同樣攜帶了大量的設備，而且它還有一個巨大的優勢，那就是不受地形限制。要知道，雖然毅力號名為「火星車」，但和地球上的車完全不一樣。由於火星表面環境複雜、地面控制的困難，所以它每天最多只能行進200米。而機智號直升機可以飛到3-10米的空中，不必擔心地形變化對前行距離的影響。

（圖片說明：機智號火星直升機結構示意圖）

想要在火星上進行飛行任務，並不是一件容易的事。這是因為，火星表面的大氣壓力非常小，只有地球的0.6%。我們都知道，大氣壓力小直接導致火星空氣能提供的浮力也非常小，這給人類的飛行設備帶來了巨大的麻煩。因此，科學家一方面需要提高機智號的飛行能力，另一方面也要儘量減輕它的重量，才能保證它更好地飛行。

據介紹，由於利用了大量如碳纖維管這樣的材料，機智號的重量只有不到1.8千克。它會被附著在毅力號火星車的底部進入火星大氣層，然後分離。

（圖片說明：此前在甘迺迪航空中心待命的毅力號火星車，機智號無人機就附著在它的下面）

另外，鑑於人類科技的限制，機智號也不會執行太多的任務。它大概可以執行5次飛行任務，每次飛行不超過3分鐘，最遠可飛行300米。

這是人類在外星環境下首次嘗試懸空探測器，隨著這一次的嘗試，科學家也會取得更多的信息和突破，這也是它的使命之一。未來，他們不僅要在火星繼續嘗試類似的任務，還會向包括土衛六在內的天體發射飛行器進行探索和研究，屆時必將藉助這一次的經驗和收穫。

（圖片說明：機智號火星直升機）

來自火星的禮物

更加令人期待的是，毅力號火星車不僅要把地球的東西帶到火星上去，還計劃從火星採集樣本帶回地球，這同樣是從來沒有進行過的嘗試。

我們從毅力號火星車的造型就可以看出來，它和以往的火星車有個巨大的區別，那就是有一個巨大的機械臂，看起來和挖掘機有點像。實際上，這就是為了採集火星樣本而準備的。可以想像，雖然外形相似，但它比挖掘機的鉤要複雜、精密得多。它一共包含了7個電機、9個鑽頭以及PIXL等強大的設備。

（圖片說明：毅力號火星車的機械臂在火星採集樣本假想圖）

首先，它會利用PIXL的強大功能對地表以下的結構進行觀測和分析，選擇有可能具有價值的位置，把工作交給9個強大的鑽頭，這還只是第一步。

當它鑽開地表，採集到樣品之後，會將樣本傳送到傳送轉盤（Bit Carousel）上。這個轉盤會將樣本轉移到火星車內部的樣本採集系統中進行檢驗，這個系統是一個自適應緩存組件（Adaptive Caching Assembly），包含著超過3000個部件。它的任務，是評估樣本的質量和價值。

（圖片說明：毅力號火星車機械臂所包含部件示意圖）

當它確認樣本有足夠的價值後，就會將其收入儲存倉中，這個儲存倉中包含42根封存火星樣本的樣品管。這個過程每一次都要耗掉數個小時，最終採集到足夠的樣本。

它們不會馬上被送回地球，因為毅力號火星車已經不足以完成這項艱巨的任務。它們要在火星上等候，在大約十幾年後足夠強大的探測器被製造出來s，才會回到地球。

（圖片說明：火星樣品會在未來的火星任務中被帶回地球）

生命的曾經，生命的未來

根據計劃，大約在2021年2月18日，毅力號火星車將會降落在火星的耶澤洛環形山（Jezero crater）。據介紹，這個環形山很有可能是一個史前的火星湖泊，其地表結構也和地球湖泊的底部非常相似，並且有流入和流出的河道遺蹟。鑑於火星表面的氣候可能也曾經非常適宜，而且這樣的環境持續的時間也足夠長，因此這裡很有可能曾經孕育過生命，至少是微生物等簡單的生命。

（圖片說明：耶澤洛隕石坑）

而毅力號的目標，就是要在這裡尋找生命的痕跡，這也是其他火星探測任務都不可能錯過的目標。而這一次，毅力號可能會比以往更加接近這個問題的答案。

說了這麼多，相信大家也已經總結出來了，雖然小的任務非常多，但總體來說，毅力號承擔著兩個最重要的使命：

1. 探測火星環境，尋找生命現存或者曾經存在過的痕跡；
2. 為載人登陸火星任務做好一切必要的前期探測準備，確保未來人類在火星表面的生存萬無一失。

（圖片說明：毅力號的名字）

簡單來說，它的任務既是回溯生命的曾經，也是追求生命的未來。正如布裡登斯廷所說的那樣，雖然「正處於新冠病毒流行的非常時期，但我們始終堅持著要繼續進行這次任務，我們沒有放棄，因為它太過於重要。」

眾所周知，NASA的計劃是在2033年左右首次執行載人登陸火星任務。在此之前，我們獲得越多關於火星的信息，就越能保證裡程碑式航天任務的成功率，因為這不僅僅意味著科技的突破，也關係著太空人乃至所有可能會移居火星的居民的生命安全。

（圖片說明：藝術家繪製的毅力號火星車工作圖）

火星極有可能是人類的下一個家園，我們迫切需要對那裡有更多的了解。只有更了解火星，載人登陸火星的任務才能更順利地展開，人類的移民計劃才能更早地實現。

因此，讓我們祝福毅力號火星車，就像NASA祝福天問一號一樣。不論怎麼說，科學屬於全人類，科技應該為全人類造福。

那是我們的明天。