NASA的好奇號(hào)探測(cè)器工作近十年來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)了湖泊，河流等等都曾出現(xiàn)在火星地質(zhì)歷史上，這表明火星曾是可居住的，但為什么找不到生命特征呢？甚至連病毒都沒(méi)有。于是NASA派出了新的使者“毅力號(hào)”以尋找答案，它的主要任務(wù)是收集樣本，而不同于過(guò)去探測(cè)器的一去不復(fù)返，這次任務(wù)將利用多個(gè)航天器來(lái)帶回火星樣本。

毅力號(hào)火星車也許可以幫助我們回答科學(xué)中最重大的問(wèn)題之一。

圖注：藝術(shù)插圖：美國(guó)宇航局的“火星2020” 火星車毅力號(hào)在探索紅色星球。 毅力號(hào)的發(fā)射窗口期為三周，于2020 年7月17日開始。圖源：? 美國(guó)宇航局/加州理工學(xué)院-噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。

羅杰·維恩斯是美國(guó)能源部洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室ChemCam和SuperCam儀器的首席研究員?！俺?jí)相機(jī)”是美國(guó)和法國(guó)合作研制的，同時(shí)也得到了西班牙的支持。維恩斯為 Space.com的“專家之聲: 專欄與見解”撰寫了這篇文章。

幾十年來(lái)，大量科幻電影向我們展示了虛構(gòu)版的火星，從颶風(fēng)（出現(xiàn)在 2015 年廣受好評(píng)的電影《火星人》中）到吞噬人類的植物（出現(xiàn)在 1959 年備受批評(píng)的電影《憤怒的紅色行星》中），應(yīng)有盡有。關(guān)于火星表面的真相，可能沒(méi)有那么戲劇化，但我認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)即使不比戲劇更驚奇，也同樣令人興奮，因?yàn)樗钦鎸?shí)的。隨著美國(guó)宇航局將于今年夏天啟動(dòng)的“火星 2020”任務(wù)，我們正處于會(huì)有更多發(fā)現(xiàn)的風(fēng)口浪尖。

圖注：2015年電影《火星人》劇照。圖源：wallpapercave。

到目前為止，由于美國(guó)宇航局好奇號(hào)火星車進(jìn)行了十年的研究，我們了解到湖泊、河流、溪流，以及可能億萬(wàn)年前出現(xiàn)的海洋，都是火星地質(zhì)歷史的一部分。雖然，它的活躍水體時(shí)代在30多億年前就結(jié)束了，但我們這些研究火星地質(zhì)的人并沒(méi)有忘記它們過(guò)去存在的意義。

畢竟，淡水的活躍體告訴我們，火星曾經(jīng)是宜居的。這些知識(shí)困擾著我們。到目前為止，我們還沒(méi)有看到那里有生命存在過(guò)的明確證據(jù)，甚至連病毒都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。但是，如果火星曾經(jīng)是宜居星球，它是否孕育過(guò)生命呢？

圖注：2020年2月26日，好奇號(hào)的自拍照。圖源：美國(guó)宇航局/加州理工學(xué)院-噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室/馬林空間科學(xué)系統(tǒng)。

美國(guó)宇航局現(xiàn)在準(zhǔn)備采取下一步措施，通過(guò)發(fā)射另一輛火星車毅力號(hào)，來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。

這輛新火星漫游車的任務(wù)是多方面的。其主要目的，也是非常特別的目的，是收集樣本，而未來(lái)的航天器可以將樣本帶回地球。每次有火星車去火星，它就此呆在火星上了，沒(méi)有辦法飛回家。所以我們從未從火星帶回巖石或土壤樣本。這項(xiàng)任務(wù)建議改變這一點(diǎn)。按照目前的概念，帶回樣本的過(guò)程實(shí)際上需要三個(gè)不同的航天器：毅力號(hào)在幾年內(nèi)收集樣本；第二個(gè)任務(wù)是用火箭降落在火星上，將這些樣本發(fā)射到環(huán)繞火星的軌道上；然后，第三個(gè)航天器將樣本從近火星的低空軌道帶回星際空間，然后返回地球。

這些樣本將會(huì)告訴我們更多關(guān)于火星地質(zhì)歷史的信息，比我們目前了解的東西要多得多，要知道我們了解的已經(jīng)不少了。自2012年以來(lái)，好奇號(hào)火星車已經(jīng)行駛了十幾英里，沿途使用它搭載的10臺(tái)儀器進(jìn)行觀測(cè)。其中之一，ChemCam激光儀器，通過(guò)掃描巖石，研究它們的化學(xué)成分，并告訴我們?cè)?jīng)存在于火星赤道附近的大湖的性質(zhì)。

該儀器由新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室，以及位于圖盧茲的法國(guó)航天局交替指揮，法國(guó)航天局是洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和法國(guó)圖盧茲天體物理和行星研究所的合作伙伴。每周，兩地之間的操作任務(wù)易手。ChemCam團(tuán)隊(duì)總共發(fā)表了近100篇科學(xué)論文，介紹了ChemCam在超過(guò)了75萬(wàn)次激光掃描中的發(fā)現(xiàn)。其他儀器則研究火星的礦物學(xué)及天氣模式。

圖注：好奇號(hào)拍攝的火星地表圖片。圖源：美國(guó)宇航局。

此外，由于好奇號(hào)的火星樣品分析儀器的數(shù)據(jù)，我們知道火星確實(shí)有有機(jī)分子，確定為含有碳和氫的分子，有時(shí)還含有氧、氮或其他元素。 這簡(jiǎn)直令人興奮，因?yàn)橛袡C(jī)分子構(gòu)成了我們自己的身體——但它們也可以通過(guò)非生命過(guò)程制造。所以故事變得更有趣了：我們?cè)诨鹦巧峡吹降挠袡C(jī)物是否來(lái)自生命？

目前為止，火星上的有機(jī)材料包括含有多達(dá)12個(gè)碳原子的長(zhǎng)鏈分子。 這比我們期望在受輻射沖擊的火星表面上應(yīng)該發(fā)現(xiàn)的，要復(fù)雜得多。這也是為什么我們想要收集那些有趣的樣本并將它們帶回地球。幾十年來(lái)，我們發(fā)送到這些遙遠(yuǎn)目的地的機(jī)器儀器變得更加先進(jìn)，但它們無(wú)法與我們?cè)诘厍蛏蠐碛械牧钊梭@嘆的實(shí)驗(yàn)室儀器相提并論。一旦我們從“火星2020”任務(wù)中取回樣本，我們希望能了解更多關(guān)于火星的信息。

圖注：這些痕跡，說(shuō)明火星上曾經(jīng)有水。圖源：scienceblogs。

用于從火星帶回樣本的航天器的早期設(shè)計(jì)工作已經(jīng)開始了。 與此同時(shí)，毅力號(hào)將要找尋樣本。火星車再一次搭載了一臺(tái)掃描巖石的激光儀器，這次被稱為SuperCam（ChemCam的2.0版本）。除了激光掃描以獲得巖石化學(xué)成分的功能外，另外兩種技術(shù)還提供了有關(guān)其礦物含量（元素作為分子結(jié)合在一起的方式）的補(bǔ)充信息。同時(shí)，麥克風(fēng)將接收激光撞擊巖石瞬間的聲音，用以告訴毅力號(hào)團(tuán)隊(duì)巖石的硬度——這一重要細(xì)節(jié)有助于漫游車的操作，以及幫助解釋地質(zhì)環(huán)境。更不用說(shuō)麥克風(fēng)將為我們提供有史以來(lái)第一次對(duì)火星表面的錄音，因此我們可以聽到風(fēng)聲，以及環(huán)境可能提供的任何其他聲音。

在火星漫游車的手臂上，SHERLOC儀器也擁有 ChemCam 的一些技能，特別是其探測(cè)器和電子設(shè)備，它們來(lái)自洛斯阿拉莫斯。 SHERLOC 是一次只能觀察幾微米的精細(xì)探測(cè)器，它將用來(lái)尋找標(biāo)志著生命跡象的有機(jī)分子。

毅力號(hào)現(xiàn)在在佛羅里達(dá)州，該團(tuán)隊(duì)正在為航天器的發(fā)射做準(zhǔn)備。今年春天，美國(guó)宇航局已經(jīng)成功安全地繼續(xù)開展這些準(zhǔn)備工作。地球和火星正在接近它們的會(huì)面——約 3900 萬(wàn)英里（既6300 萬(wàn)公里）的近距離接觸?，F(xiàn)在是向火星發(fā)送下一個(gè)任務(wù)的最佳時(shí)機(jī)。發(fā)射窗口（指可以在兩顆行星之間開始任務(wù)旅程的天數(shù)）將于7月17日到來(lái)。鑒于目前的情況，我不確定我能否去卡納維拉爾角，但無(wú)論如何，我都會(huì)焦急地關(guān)注著發(fā)射。之后，我們會(huì)熱切地期待2021年2月18日——登陸日期。接下來(lái)是一段忙碌的探索和發(fā)現(xiàn)時(shí)期，你可以肯定我會(huì)如坐針氈，焦急地等待著結(jié)果。

圖注：佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角是眾人皆知的航空海岸，附近有肯尼迪航天中心和卡納維拉爾空軍基地。圖源：saltyserenityduplex。

BY: Roger Wiens

FY: 大恐龍龍

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