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NASA“毅力號”登陸了火星,然后呢?

Robert Hackett
2021-02-20

這次登陸對NASA、美國和全球太空探索史而言都是“歷史性的一刻”,但真正的任務(wù)現(xiàn)在才開始。

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2月18日下午,美國國家航空航天局(NASA)的火星探測器成功著陸在那顆火紅的星球上。

2020年7月30日,這一名為“毅力號”(Perseverance)的飛行器從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角(Cape Canaveral)的發(fā)射臺升空,至今已經(jīng)行駛2.93億英里。在發(fā)射后的第203天,NASA的噴氣式推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory)里爆發(fā)出一陣歡呼——工作人員收到了探測器的著陸確認(rèn)。新冠疫情之下,戴著口罩工作的他們也難掩心中的狂喜。

然而,真正的任務(wù)現(xiàn)在才開始?!耙懔μ枴睂⒒ㄉ现辽僖粋€火星年(相當(dāng)于大約兩個地球年)來收集巖石、測試新技術(shù),以及最重要的——尋找周遭的生命跡象。

“我們不知道這些來自火星的原始樣本會告訴我們什么,”NASA科學(xué)部門的副主任托馬斯?祖布?。═homas Zurbuchen)在一份聲明中說?!暗鼈兡軌蚋嬖V我們的東西將意義重大——包括地球之外是否可能有過生命。”

我在火星上很安全?!耙懔μ枴睂灿嗡姆?。

#登陸火星倒計時

——NASA“毅力號”火星探測器(@NASAPersevere),2021年2月18日

“毅力號”將帶您巡游四方

“毅力號”是自20世紀(jì)70年代以來,第9架在火星上安全著陸的航天器。

所有成功的火星著陸行動——有大約一半的任務(wù)在登陸過程中停滯了——都是美國完成的,盡管其他國家也進(jìn)行過嘗試,但遺憾的是都以失敗告終。中國可能成為第二個勝利完成這一任務(wù)的國家。目前,其“天問一號”探測器正在前往火星表面。(這一說法待考:因?yàn)?971年12月,蘇聯(lián)的“火星3號”探測器著陸并發(fā)出了第一波無線電信號,但不到兩分鐘后,即迅速斷開了連接。)

“毅力號”在它的前輩們止步的地方繼續(xù)前進(jìn)。1971年,美國的“水手9號”(Mariner 9)火星探測器就通過衛(wèi)星圖像發(fā)現(xiàn)了這一星球上存在著古老的河床。NASA最近的成果是2012年發(fā)射的“好奇號”(Curiosity)火星探測車——它在檢查了火星上的巨型礫巖后,證實(shí)這顆沙漠星球曾經(jīng)有過流水的痕跡。

科學(xué)家對“火星上曾經(jīng)存在過流水”這一重要發(fā)現(xiàn)甚感滿意,現(xiàn)在,他們正順著這一邏輯鏈,追問下一個關(guān)鍵點(diǎn):這個星球上曾經(jīng)存在過生命嗎?這正是有待“毅力號”解答的問題。

尋找生命的跡象

為了尋找遠(yuǎn)古時代的生命跡象,科學(xué)家們將著陸的地點(diǎn)選在他們曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)流水痕跡的地方:杰澤羅隕擊坑。

超過35億年前,隕石的撞擊形成了這一28英里寬的隕擊坑。當(dāng)時,這塊“河流三角洲”附近的地方——有點(diǎn)像地球上密西西比河三角洲盆地之類的火星版——可能被水流沖刷,并由此形成了一個與加州的太浩湖(Lake Tahoe)差不多大小的湖泊。

科學(xué)家相信,干涸的湖床可能包含微生物的化石。因此,他們?yōu)椤耙懔μ枴敝贫ǖ娜蝿?wù)就是探索地質(zhì)構(gòu)造和海岸線沉積物,以尋找有機(jī)分子和其他“生物特征”。探測器將收集一些可以帶回地球的樣品,然后交給更先進(jìn)的設(shè)備檢測。

熱身

在“毅力號”正式開始探索之前,必須先“熱身”。

工程師已經(jīng)開始檢查這一和汽車差不多大的探測器的操作系統(tǒng),這一過程可能需要一個月的時間。此后,“毅力號”便要按照計劃,測試一架名為“獨(dú)創(chuàng)號”(Ingenuity)的無人直升機(jī),測試任務(wù)是要它偵察地形并演示一種新型運(yùn)輸方式——可能在以后的任務(wù)中派上用場。

這些階段性任務(wù)可能需要兩個月才可以全部完成。之后,“漫游車”才能開始“漫游”?!耙懔μ枴钡能囕喲b載了許多移動的實(shí)驗(yàn)室,并將從隕擊坑的底部一路行進(jìn)到邊緣,橫跨10英里。在此過程中,它將鉆入巖石,對巖心物質(zhì)取樣,放入幾十個試管,并存儲在特殊的容器中備用。

勇往直前的“毅力號”

就在幾年前,科學(xué)家們還認(rèn)為,讓火星探測器在杰澤羅隕擊坑這樣的地點(diǎn)登陸和巡航幾乎是一項“不可能完成的任務(wù)”。

但是,“毅力號”之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這一設(shè)想,得益于最新的科技進(jìn)步,包括使導(dǎo)航更輕松的自動駕駛智能軟件。還有一些更具有前瞻性的技術(shù),例如無人直升機(jī)上設(shè)計成像樹狀的裝置,可以吸收二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為氧氣——這對航天器的助推劑、乃至在未來某天用于人類呼吸,都是大有裨益的。

“毅力號”探測車配備了兩個麥克風(fēng),23個攝像頭和其他7個傳感器,這些傳感器將測量地面、分析土壤,并搜索是否存在有機(jī)化合物?!耙懔μ枴笨梢栽诨鹦堑谋鶅鰲l件下保持住自己的性能——盡管環(huán)境溫度可能低至零下130華氏度(約零下90攝氏度),還能夠通過一種放射性元素钚的同位素的自然衰變來發(fā)電,為自身提供動力。

舉證責(zé)任

機(jī)器已經(jīng)在回傳圖像。

開闊的視野,這么多值得探索的地方。迫不及待地要開動了。

#登陸火星倒計時

——NASA“毅力號”火星探測器(@NASAPersevere),2021年2月19日

科學(xué)家對該任務(wù)寄予厚望。NASA的一位代理負(fù)責(zé)人史蒂夫?尤爾奇克稱,這次登陸對NASA、美國和全球太空探索史而言都是“歷史性的一刻”,“我們知道自己正處于一項顛覆性發(fā)現(xiàn)的風(fēng)口,所以我們屏氣凝神,翹首以盼,期待著教科書的改寫。”

但是,要證明火星上存在生命并非易事。正如NASA的行星科學(xué)部主任洛里?格雷茲在一份聲明中指出的那樣,其中有一個“巨大的舉證責(zé)任”,而這正是需要攻克的難題。

她說,要對這一問題給出明確的答案,“很可能要借助地球上更強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)室和儀器來說明,我們的樣本中是否有說服力夠強(qiáng)的證據(jù)表示,火星上曾經(jīng)存在過生命?!保ㄘ敻恢形木W(wǎng))

編譯:陳聰聰

2月18日下午,美國國家航空航天局(NASA)的火星探測器成功著陸在那顆火紅的星球上。

2020年7月30日,這一名為“毅力號”(Perseverance)的飛行器從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角(Cape Canaveral)的發(fā)射臺升空,至今已經(jīng)行駛2.93億英里。在發(fā)射后的第203天,NASA的噴氣式推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory)里爆發(fā)出一陣歡呼——工作人員收到了探測器的著陸確認(rèn)。新冠疫情之下,戴著口罩工作的他們也難掩心中的狂喜。

然而,真正的任務(wù)現(xiàn)在才開始?!耙懔μ枴睂⒒ㄉ现辽僖粋€火星年(相當(dāng)于大約兩個地球年)來收集巖石、測試新技術(shù),以及最重要的——尋找周遭的生命跡象。

“我們不知道這些來自火星的原始樣本會告訴我們什么,”NASA科學(xué)部門的副主任托馬斯?祖布琛(Thomas Zurbuchen)在一份聲明中說。“但它們能夠告訴我們的東西將意義重大——包括地球之外是否可能有過生命?!?/p>

我在火星上很安全?!耙懔μ枴睂灿嗡姆健?/p>

#登陸火星倒計時

——NASA“毅力號”火星探測器(@NASAPersevere),2021年2月18日

“毅力號”將帶您巡游四方

“毅力號”是自20世紀(jì)70年代以來,第9架在火星上安全著陸的航天器。

所有成功的火星著陸行動——有大約一半的任務(wù)在登陸過程中停滯了——都是美國完成的,盡管其他國家也進(jìn)行過嘗試,但遺憾的是都以失敗告終。中國可能成為第二個勝利完成這一任務(wù)的國家。目前,其“天問一號”探測器正在前往火星表面。(這一說法待考:因?yàn)?971年12月,蘇聯(lián)的“火星3號”探測器著陸并發(fā)出了第一波無線電信號,但不到兩分鐘后,即迅速斷開了連接。)

“毅力號”在它的前輩們止步的地方繼續(xù)前進(jìn)。1971年,美國的“水手9號”(Mariner 9)火星探測器就通過衛(wèi)星圖像發(fā)現(xiàn)了這一星球上存在著古老的河床。NASA最近的成果是2012年發(fā)射的“好奇號”(Curiosity)火星探測車——它在檢查了火星上的巨型礫巖后,證實(shí)這顆沙漠星球曾經(jīng)有過流水的痕跡。

科學(xué)家對“火星上曾經(jīng)存在過流水”這一重要發(fā)現(xiàn)甚感滿意,現(xiàn)在,他們正順著這一邏輯鏈,追問下一個關(guān)鍵點(diǎn):這個星球上曾經(jīng)存在過生命嗎?這正是有待“毅力號”解答的問題。

尋找生命的跡象

為了尋找遠(yuǎn)古時代的生命跡象,科學(xué)家們將著陸的地點(diǎn)選在他們曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)流水痕跡的地方:杰澤羅隕擊坑。

超過35億年前,隕石的撞擊形成了這一28英里寬的隕擊坑。當(dāng)時,這塊“河流三角洲”附近的地方——有點(diǎn)像地球上密西西比河三角洲盆地之類的火星版——可能被水流沖刷,并由此形成了一個與加州的太浩湖(Lake Tahoe)差不多大小的湖泊。

科學(xué)家相信,干涸的湖床可能包含微生物的化石。因此,他們?yōu)椤耙懔μ枴敝贫ǖ娜蝿?wù)就是探索地質(zhì)構(gòu)造和海岸線沉積物,以尋找有機(jī)分子和其他“生物特征”。探測器將收集一些可以帶回地球的樣品,然后交給更先進(jìn)的設(shè)備檢測。

熱身

在“毅力號”正式開始探索之前,必須先“熱身”。

工程師已經(jīng)開始檢查這一和汽車差不多大的探測器的操作系統(tǒng),這一過程可能需要一個月的時間。此后,“毅力號”便要按照計劃,測試一架名為“獨(dú)創(chuàng)號”(Ingenuity)的無人直升機(jī),測試任務(wù)是要它偵察地形并演示一種新型運(yùn)輸方式——可能在以后的任務(wù)中派上用場。

這些階段性任務(wù)可能需要兩個月才可以全部完成。之后,“漫游車”才能開始“漫游”?!耙懔μ枴钡能囕喲b載了許多移動的實(shí)驗(yàn)室,并將從隕擊坑的底部一路行進(jìn)到邊緣,橫跨10英里。在此過程中,它將鉆入巖石,對巖心物質(zhì)取樣,放入幾十個試管,并存儲在特殊的容器中備用。

勇往直前的“毅力號”

就在幾年前,科學(xué)家們還認(rèn)為,讓火星探測器在杰澤羅隕擊坑這樣的地點(diǎn)登陸和巡航幾乎是一項“不可能完成的任務(wù)”。

但是,“毅力號”之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這一設(shè)想,得益于最新的科技進(jìn)步,包括使導(dǎo)航更輕松的自動駕駛智能軟件。還有一些更具有前瞻性的技術(shù),例如無人直升機(jī)上設(shè)計成像樹狀的裝置,可以吸收二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為氧氣——這對航天器的助推劑、乃至在未來某天用于人類呼吸,都是大有裨益的。

“毅力號”探測車配備了兩個麥克風(fēng),23個攝像頭和其他7個傳感器,這些傳感器將測量地面、分析土壤,并搜索是否存在有機(jī)化合物?!耙懔μ枴笨梢栽诨鹦堑谋鶅鰲l件下保持住自己的性能——盡管環(huán)境溫度可能低至零下130華氏度(約零下90攝氏度),還能夠通過一種放射性元素钚的同位素的自然衰變來發(fā)電,為自身提供動力。

舉證責(zé)任

機(jī)器已經(jīng)在回傳圖像。

開闊的視野,這么多值得探索的地方。迫不及待地要開動了。

#登陸火星倒計時

——NASA“毅力號”火星探測器(@NASAPersevere),2021年2月19日

科學(xué)家對該任務(wù)寄予厚望。NASA的一位代理負(fù)責(zé)人史蒂夫?尤爾奇克稱,這次登陸對NASA、美國和全球太空探索史而言都是“歷史性的一刻”,“我們知道自己正處于一項顛覆性發(fā)現(xiàn)的風(fēng)口,所以我們屏氣凝神,翹首以盼,期待著教科書的改寫?!?/p>

但是,要證明火星上存在生命并非易事。正如NASA的行星科學(xué)部主任洛里?格雷茲在一份聲明中指出的那樣,其中有一個“巨大的舉證責(zé)任”,而這正是需要攻克的難題。

她說,要對這一問題給出明確的答案,“很可能要借助地球上更強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)室和儀器來說明,我們的樣本中是否有說服力夠強(qiáng)的證據(jù)表示,火星上曾經(jīng)存在過生命?!保ㄘ敻恢形木W(wǎng))

編譯:陳聰聰

NASA’s Mars rover successfully touched down on the Red Planet February 18 afternoon.

The spacecraft, called Perseverance, traveled 293 million miles from its launchpad at Florida’s Cape Canaveral on July 30. Mask-donning mission leaders at NASA’s Jet Propulsion Laboratory burst into applause when, 203 days after takeoff, they received confirmation of the probe’s landing.

Now the real mission begins. Perseverance is set to spend at least one Martian year—equivalent to about two Earth years—collecting rocks, testing new technologies, and, most significantly, hunting for signatures of life on the neighboring world.

“We don’t know what these pristine samples from Mars will tell us,” said Thomas Zurbuchen, associate administrator for science at NASA, in a statement. “But what they could tell us is monumental—including that life might have once existed beyond Earth.”

I’m safe on Mars. Perseverance will get you anywhere.

#CountdownToMars

— NASA's Perseverance Mars Rover (@NASAPersevere) February 18, 2021

Perseverance will get you anywhere

Perseverance is the ninth spacecraft to land safely on Mars since the 1970s.

All successful Martian touchdowns—only about half the missions stuck their landing—belong to the U.S., though other countries made unlucky attempts. China could become the second country to triumph; its Tianwen-1 probe is en route to the Martian surface today. (Up for debate: In Dec. 1971, the USSR’s Mars 3 lander touched down and promptly disconnected, less than two minutes later, during its first radio transmission.)

Perseverance picks up where past missions left off. In 1971, the U.S.’s Mariner 9 orbiter spotted ancient riverbeds using satellite imagery. Most recently, NASA’s Curiosity rover in 2012 confirmed, through inspection of telltale, conglomerate rocks, the existence of running water in the desert planet’s past.

Satisfied that water flows once existed on Mars, scientists are now pursuing the next logical line of inquiry: Did the planet ever support life? It’s up to Perseverance to find out.

Looking for signs of life

To hunt for traces of organisms from the distant past, scientists chose to investigate a place on Mars where they believe water once flowed: Jezero Crater.

A meteorite impact formed the 28-mile-wide crater more than 3.5 billion years ago. At that time, the site, located near a river delta basin—a Martian version of something like the Mississippi River delta basin here on Earth—would have flooded with water. A lake about the size of California's Lake Tahoe resulted.

That since-dried-out lake bed could contain microbial fossils, scientists wager. So they’re setting Perseverance to task exploring the geology and shoreline sediments, looking for organic molecules and other so-called biosignatures. The rover will gather samples that could, at a later date, be returned to Earth, where more sophisticated equipment can then inspect it.

Getting warmed up

Before Perseverance can go exploring, it has to get warmed up.

Engineers have started checking the car-size rover’s operational systems, a process that could take a month. Following that, the rover is slated to test an unmanned helicopter, called Ingenuity, that will scout out the terrain and demonstrate a new form of transportation that could come in handy on future missions.

Altogether, these phases could take two months to complete. After that, the rover will get, well, roving. The lab-on-wheels is set to cross a 10-mile span from the crater’s floor up to its rim. Along the way, it will drill into rocks, place core samples in a few dozen tubes, and store the lot in a special cache for later retrieval.

The guts of the machine

Just a few years ago, landing in and navigating a site like Jezero Crater might have been too treacherous for scientists to attempt.

But Perseverance has benefited from recent technological advances, including self-driving software smarts that make navigation easier. There’s also more far-out technology, like the helicopter drone and a device on board that’s designed to act like a tree, taking in carbon dioxide and turning it into oxygen—useful for both propellant and, maybe one day, human respiration.

The rover is outfitted with two microphones, 23 cameras, and seven other sensors that will survey the ground, analyze soil, and scan for organic compounds. Perseverance will persevere through the frozen conditions of Mars, which can reach temperatures as low as minus 130 F, and power through generating electricity by the natural decay of a radioactive plutonium isotope.

The burden of proof

Already, the machine is beaming back images.

An open horizon, with so much to explore. Cana€?t wait to get going.

#CountdownToMars

— NASA's Perseverance Mars Rover (@NASAPersevere) February 19, 2021

Scientists have high hopes for the mission. Steve Jurczyk, NASA’s acting administrator, called the landing “one of those pivotal moments for NASA, the United States, and space exploration globally—when we know we are on the cusp of discovery and sharpening our pencils, so to speak, to rewrite the textbooks.”

But proving life existed on Mars is no easy feat. As Lori Glaze, director of NASA’s Planetary Science Division, noted in a statement, there’s an “enormous burden of proof” to overcome.

A definitive answer “may very well require the far more capable laboratories and instruments back here on Earth to tell us whether our samples carry evidence that Mars once harbored life,” she said.

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