在几次小挫折后,NASA 的“毅力号”火星车开始在火星上执行主要任务

NASA的火星车正准备进行一次漫长的火星之旅,以寻找答案。
A grayish orange plain of rocky terrain on Mars.
耶泽罗撞击坑“三角洲崖”的合成图像。图像显示了由砾石(粗粒的卵石与沙子混合变成岩石)和交错层理(倾斜的沉积岩层)组成的砾岩,这表明该撞击坑曾经有一个液态湖。这张由火星车Mastcam-Z拍摄的底部图像显示了悬崖的底部和高原。上面的插图由五个遥测显微成像仪(RMI)图片的马赛克组成,放大了悬崖一块377英尺宽(115米宽)的部分。RMI:NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/ASU/MSSS

在2月着陆六个月后,在完成了一系列初步测试后,“毅力号”火星车终于开始执行任务的科学探测。

NASA于8月6日宣布,火星车曾尝试采集第一块岩石样本——但正如科学界常有的情况,事情并未完全按计划进行。一周后,一位首席工程师写道,采样失败是因为火星车钻探到了一些出乎意料易碎的物质。但“毅力号”将,嗯……继续坚持;它还有42个采样管要用。

起飞和飞行

几个月来,“毅力号”不得不完成大量的系统测试,因为团队将这个“动物释放到了它的原生栖息地”,亚利桑那州立大学的行星科学家Jim Bell说。他领导了“毅力号”火星车前端“桅杆”上的可变焦相机Mastcam-Z项目。Bell参与了NASA所有五次火星车任务。Jim Bell

Mastcam-Z团队首先检查了火星车的相机和重要系统。“你首先想做的就是四处看看,”Bell说。这些测试很困难,因为“一切都必须通过这根狭窄的数据‘吸管’,传回地球。”

一旦运行起来,搭载的、首次出现的火星直升机“机智号”就从“毅力号”上分离。机智号于4月19日成功首飞,并在几天前完成了其第十二次飞行。这个小小的直升机拍摄了包括“毅力号”自拍照在内的航拍照片,以及从不同角度拍摄的同一地形的图像,这些图像允许对火星表面进行3D测绘

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“我们花了近一个月的时间来支持直升机,耽误了主要科学任务,”Bell说。这是为了主要任务能够完成的科学量而做出的权衡,但他认为“我认为回报将是巨大的。”

机智号一直在从空中勘察地形,与“毅力号”并行前进,但最近它已转向南塞塔(South Séítah)地区,穿越了一些对“毅力号”的轮子来说可能很危险的沙丘。

“现在,这架直升机真的算是一项独立于主任务的任务了,”Bell说。

在火星上寻找(或制造)水和空气

在火星上的前六个月里,“毅力号”还成功地使用一种名为MOXIE的仪器生产了氧气。这个树状机器从火星极其稀薄的大气中吸入二氧化碳,并将其分解成氧气和一氧化碳。这项实验为未来的载人任务提供了一种概念验证,因为它们将需要生产用于呼吸和为火箭加油的氧气。

目前,“毅力号”正在研究耶泽罗撞击坑底部和名为塞塔(Séítah,在纳瓦霍原住民语言Diné中意为“沙子之中”)的区域的地质。塞塔地区拥有像山脊、层状岩石和沙丘这样具有地质学趣味的特征。

火星车被发送到耶泽罗撞击坑并非偶然:科学家认为火星的这个地区曾经有一个液态湖,这意味着人们希望它能包含古代微生物生命的证据。

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“我们看到了明确的证据,表明耶泽罗撞击坑确实曾经有过一个湖,”“毅力号”的项目科学家Ken Farley在上个月的NASA新闻发布会上说。火星车发现了层状岩石,这些岩石可能是随着水体成分的变化而形成的,这支持了湖泊随着时间推移而生长和萎缩,甚至可能发生过闪洪的观点。这些岩石可能包含来自多个时间段的、被困在沉积物多层中的证据,并且比一次性形成的岩石样本(例如冷却的熔岩)更有可能显示出过去生命在那些湿润时期的迹象。

之后,火星车将前往一个更有趣的地点:一个距离这里仅2到3公里的湖泊三角洲遗迹,Bell说。到目前为止,火星车已行驶了略多于两公里。在持续一个火星年(略多于两个地球年)的主要任务之后,NASA科学家计划进一步探索,可能超出撞击坑的边缘。

“我们发现了一些距离不远且在科学上很有趣的非常有趣的岩石,”Bell谈到“毅力号”接下来的采样目标时说。他说,团队目前正在研究如何将火星车导航到更近的地方,以确定“这些是否确实是我们正在寻找的机器人”——也就是说,是否是足够坚硬的、可以提取固体岩芯样本的岩石。

“毅力号”已经拍摄了至少一个潜在采样点的照片,该点有层状岩石,可能是由数千年来的连续泥层堆积而成。从这块“火星蛋糕”中切下的样本将提供数百万年湖泊沉积物的横截面,为科学家提供一个了解湖泊如何随时间变化——以及生命是否曾在那儿出现——的窗口。

 

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Leto Sapunar

特约撰稿人,科学

Leto Sapunar是一名自由撰稿的科学记者,自2020年起报道物理学、太空、气候和科学问责。他自2021年初以来一直在为《流行科学》撰稿,他的作品还刊登在《科学美国人》、《内幕气候新闻》和Retraction Watch等出版物上。工作之余,他会写科幻小说或进行攀登运动。


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