“火星2020”任务解决了火星探索的高优先科学目标,包括了解火星上存在生命的可能性。金宝搏官网他采访了美国宇航局的肯·威利福德,他是“火星2020”项目的副科学家,了解了更多关于“毅力”的科学能力。

金宝搏官网技术简介:坚持不懈将在Jezero火山口登陆,在那里它将探索一个可能是可居住的网站。这种重点是如何建立在“跟随水”主题中引导以前的火星勘探任务?

肯Williford:这次任务的重点比这要复杂得多。这是关于确定可居住的证据的一种方式,而不仅仅是精神号和机遇号简单的“顺着水走”,在那里,我们只是被要求确认是否有水存在。对于“好奇号”来说,我们想知道火星上是否有水,以及水存在的时间以及水的化学成分。火星科学实验室(MSL)在这方面做得非常成功,在任务的早期就在耶洛奈夫湾开始了。

金宝搏官网技术简介:坚持不懈的四个核心目标是什么?

Williford:第一个是确定寿命是否存在于火星上,第二个是天体学,第三是地质学,第四个是为人类勘探做准备。

第一个是了解在我们的探测区域是否有一个或多个宜居环境使用与MSL所做的非常相似的方法,然后问同样的问题:是否有不同类型的宜居环境?有不同的宜居亚环境吗?湖岸与湖心有不同吗?湖心有适宜居住的地表环境?在问了所有这些问题之后,我们进入了天体生物学的下一步,我们正在直接寻找古代生命的迹象。

坚持不懈将使用它的钻孔岩石和土壤样本,将收集并储存在火星表面上,以便将来的任务取回和返回地球。美国宇航局和欧洲航天局正在巩固火星样本回报任务的概念。

我们做得很明确。如果遇到生命迹象,MSL有一些强大的能力来探测生命迹象,但这并不是这次任务的核心重点。“好奇号”的任务实际上是第一次确定是否存在适宜居住的环境。在“火星2020”项目中,我们正在寻找过去生命存在的证据,我认为这是自“维京号”以来从未有过的。

金宝搏官网技术简介:告诉我们关于样品收集过程。是什么让一个样本具有科学说服力?

Williford:你可以想象,这有很多。在我们着陆后,我们要做的第一件事就是试着从基本的意义上理解那个环境是什么。当然,我们选择这个地点是因为我们相当确定陨石坑里有一个湖。我们将开始使用野外地质学的工具来了解我们所处的位置。

如果这些岩石中有水,然后被来自太空的巨大岩石撞击,所有的能量就会建立起我们所说的撞击产生的热液系统。水会开始流过岩石的裂缝,溶解不同的矿物质,形成微生物可能生存的微小环境。这是一种适宜居住的环境。考虑到岩石形成的环境和条件,考虑到我们所看到的证据,我们会对岩石的历史有更多的了解。

在数十亿年的时间里,这块岩石发生了很多变化,所有这些都对这块岩石产生了影响。所有这些过程都会影响到生命的存在,不管是有机分子还是重要生物元素的无机浓度,重要生物矿物之间的关系,还有其他一些东西。

金宝搏官网技术简介:因此,火星的环境与样本的类型和质量有很大关系。

Williford:当然,环境必须适宜居住才能有生命的迹象,但除此之外,我们还需要分析和保护这些生命迹象。有些东西对我们不利,比如恶劣的辐射环境。火星很久以前就失去了它的大气层,所以火星表面更容易受到宇宙射线和其他种类的辐射的打击,这些辐射往往会摧毁生命的迹象。

我们选择的地点是最有可能保存古代生命迹象的地方。当我们把所有这些东西结合起来时,我们就会寻找最大化宜居性的小生境。我们想知道这些岩石是否受到了某些破坏生物特征的过程的保护,这些斑点是最好的样本。

这张图片展示了NASA轨道样本容器的概念模型,它将装着火星岩石和土壤样本,通过火星样本返回活动返回地球。右边是盖子;左下角是样品保存管的模型。该样品容器将保持温度低于约86华氏度(30摄氏度),以保持火星物质的最自然状态。(NASA /姓名)

火星样本返回比天体生物学大得多。这是我们第一次有机会从另一颗行星上科学地选择样本并进行研究。我们唯一的另一个研究地外天体碎片的机会要么来自从月球带回的样本,要么来自落在地球上的陨石。从不同的角度了解太阳系的演化是非常有价值的。

关于火星,一个伟大的事情是它保存了大部分岩石已经被破坏的年代的岩石。在地球上,很难找到比35亿年更古老的岩石。在火星上,许多表面的岩石比这还要古老,包括我们将用毅力号探索的岩石。那是生命开始在地球上扎根的时候。能够了解另一个类地行星在那一时期的地质状况和环境状况是一种巨大的奖励。

金宝搏官网技术简介:毅力将为矿物学、环境测量和化学测量提供科学仪器。它们将如何用于研究火星的地质记录?

Williford:探测器的炮塔上有两个主要的仪器。PIXL是一种微聚焦x射线荧光光谱仪,它发送的x射线束可以聚焦在小到一粒盐的岩石特征上,并绘制出岩石的元素组成图。

在炮塔的另一侧,SHERLOC使用了相同光斑大小的UV激光器(100微米)。它是一种荧光和拉曼光谱仪。它和PIXL一样用激光击中表面。但现在不是测量元素的组成,而是测量浅色的组成。被测量的分子可以是矿物质或有机物。

SuperCAM使用激光诱导击穿光谱,包括向7米外的岩石发射激光。它其实是一个望远镜,中间有一束激光。望远镜的镜子收集所有反射回来的光。它有一个光谱仪,可以从较远的距离提供岩石的元素组成,类似于PIXL。

金宝搏官网技术简介:“毅力号”将寻找哪些环境信息,从而影响未来人类对火星的探索?

Williford:除了科学界的愿望只会更好地了解火星上目前的天气,每次通过天气仪器到达表面时,它真的改善了我们的数据集关于速度和温度。这对未来的人类勘探和理解这些条件非常重要。

金宝搏官网技术简介:这次任务之后,火星探索的下一步是什么?

Williford:下一步是火星样本的返回。我们正在收集将要返回地球的样本;但是,这些后续行动尚未得到正式的全额资助。我们仍然把它作为一个计划和希望来谈论,但它被非常认真地对待,美国宇航局和欧洲航天局正在合作计划将样本带回地球。


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本文首先出现在6月,2020个问题金宝搏官网杂志。

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