NASA的下一個火星探測器——毅力號

2021-01-10 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

【內容簡介】:距離毅力號的發射期只有一個月了,走到這一步著實不容易,在疫情還未完全被控制的情況下,毅力號發射進入了最後的衝刺階段,畢竟錯過這次的發射窗口期後,推遲兩年再發射將要花費更多的經費,本次任務預計2021年2月18號到達,與此同時此次任務也是派往火星表面任務以來,最複雜的一次,讓我們翹首以待。

藝術家繪製的NASA火星2020毅力號(Perseverance)探測器探索這一紅色星球的插圖。

(圖片:NASA/JPL-Caltech)

NASA的下一個火星探測器現在已經進入最後階段。

這個汽車大小的機器人計劃從佛羅裡達州卡納維拉爾角空軍基地搭乘聯合發射聯盟阿特拉斯五號火箭(United Launch Alliance Atlas V rocket)升空。

進展到這一步實為不易。任務團隊不得不在新型冠狀病毒大流行的時候為發射探索器和火箭做準備,此次大流行迫使關閉了美國宇航局的許多設施。但鑑於火星任務發射窗口每26個月才有一次,航天局讓毅力號優先按時發射(同時也要保護工人的安全)。

「如果我們把毅力號拿回去再儲存兩年,可能會花費5億美元」, NASA局長吉姆·布萊登斯坦(Jim Bridenstine)在新聞發布會上如此說道。

這將超過毅力號任務的總花費27億美元,這一任務被也稱為「火星2020」。

當六輪火星探索器在未來的窗口期升空後,將於2021年2月18日降落在火星28英裡寬(45公裡)的傑澤羅(Jezero)隕石坑內。在數十億年前一個湖泊和河流三角洲曾位於此隕石坑內,毅力號將利用其7臺科學儀器來表徵這個可能適合居住的古環境,並在其他諸多事物中尋找早已死亡的火星生命之存在證據等。

毅力號的輪子(圖源:SciTech Daily)

自上世紀70年代中期NASA的兩個「維京 (Viking)」號探測器登陸火星,並尋找現存有機體以來,還沒有機器人在火星表面探索尋找生命跡象。

維京號(圖源:NASA)

但正如「維京號」的模糊結果顯示的那樣,對於一個孤零零的機器人來說,要在遙遠的世界上對外星生命進行完整可靠的探測,是一項艱巨的任務。因此毅力號還將收集和緩存幾十份原始樣本。如果目前的計劃順利,這些樣本將在2031年由美國宇航局/歐洲聯合航天局帶回地球。

「關於毅力號,我們認為我們的工作是識別潛在的生物特徵(值得在地球上進行額外研究的事物),用在此擁有的實驗室全部分析能力」,加州帕薩迪納的NASA噴氣推進實驗室(JPL)火星2020副項目科學家凱蒂·斯塔克·摩根(Katie Stack Morgan)在周三的新聞發布會上說,「我認為這就是我們解決火星表面疑問的方法。」

噴氣推進實驗室(圖源:NASA)

毅力號還將測試技術以供未來的探索。例如,火星大氣層很薄,且以二氧化碳為主,而探測器的其中一個儀器將從火星大氣層中產生氧氣。NASA官員表示,這樣的技術可以幫助人類先驅者有朝一日能在火星上生活和工作。

火星2020任務中還有一架名為Ingenuity的小型直升機,它將於毅力號的腹部與其一同前往火星。Ingenuity將在火星的天空中進行幾次短暫的飛行測試,這一測試有可能為未來的旋翼機鋪平道路,這些旋翼機可以作為漫遊車的偵察機和/或獨自收集大量數據。

Ingenuity直升機(圖源:NASA)

「把它送到火星,再讓它安全地離開探測器——我們會學到很多東西」,火星2020項目副經理馬特·華萊士(Matt Wallace)在談到Ingenuity時說。「我們並不希望從這項技術中獲得很多且雄心勃勃的回報,我們希望能學到那些我們需要最初學習的那些基本事。」

毅力號有核能驅動,並配備有23個攝像頭和2個麥克風。如果一切按計劃進行,這次任務將捕捉到毅力號戲劇性從天而降的高清視頻,並記錄火星表面的聲音。收集這兩種類型的數據將是前所未有的。

「毅力號是我們派往火星表面的最複雜任務」,NASA行星科學部主任Lori Glaze說。

目前,NASA還有兩個機器人在火星表面活動:洞察號(InSight)火星著陸器(自2018年11月著陸以來一直在監測火星地震)和好奇號(Curiosity)火星車(自2012年8月以來一直在探索96英裡寬(154公裡)的蓋爾(Gale)隕石坑)。

洞察號(圖源:NASA)

好奇號(圖源:NASA)

好奇號在許多方面都是毅力號的前輩。毅力號的底盤在很大程度上是基於老一輩巡視器的底盤,而老式巡視器是將在火星2020採用的天吊式著陸策略的先驅。而好奇號已經確定,至少火星的某些部分能夠在遠古時期支持類似地球上的生命存活,這為毅力號邁出下一步並尋找火星有機物的跡象鋪平了道路。

作者:Mike Wall

FY: JuJunia

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