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盘点好奇号火星勘探目标:评估环境适居性
赵艳雄
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  据美国宇航局官方网站5日报道,在2012年8月5日登陆火星后不久,美国宇航局的“火星科学实验室”号火星车将踏上火星勘探之旅,至少将在这颗红色星球上服役一个火星年,大于相当于两个地球年。“火星科学实验室”号又名“好奇”号,首要任务是研究过去或者现在的火星环境是否能够支持生命存在。

  在设计上,“好奇”号共携带10个科学仪器以及1个样本获取、处理和传送系统。多个仪器将相互配合,共同对潜在的取样目标进行远程探测研究和现场测量。“好奇”号将借助相关设备获取岩石、土壤和大气样本并利用车载分析仪器对其进行分析。此外,这辆火星车还将对周边环境进行观察和研究。

  在“好奇”号将要勘探的区域,科学家借助在轨航天器获取的数据发现了强有力的证据,证明古代的火星曾出现与水有关的过程。除了对这一区域进行勘探外,“好奇”号还将研究火星的过去和现在是否拥有适于生命生存的环境。对当前的火星环境适居性进行评估需要分析一系列环境特征以及在微观和宏观上对此产生影响的过程,同时还要将这些特征与我们已经获得的与生命在这种环境下的生存能力有关的发现进行比较。评估过去的适居性需要根据当前的观测发现推断过去的环境和相关过程。这些评估涉及到大量化学、物理学和地质学观测。

  “好奇”号并不是一项生命探测任务,在设计上也并不用于探测能够泄露当前微生物新陈代谢秘密的重要过程。这辆火星车并不具备对微生物或者微生物化石进行成像的能力。不过,“好奇”号具备在岩石和土壤中探测复杂有机分子的能力。如果发现这些分子,可能意味着存在生物学意义上的源头,同时也能反映出碳质陨石的参与。“好奇”号的分析能力能够帮助它探测其他生物学信号,尤其是岩石和土壤中无机和有机成分的同位素,特定的元素和矿物浓度以及数量,不寻常岩石纹理和结构的特性。

  确定生物信号过程中的一个主要挑战是寻找很难用物理过程解释的化学或者结构特征。此外,“好奇”号还能够对潜在生物源气体——例如最近在火星大气中发现的甲烷——的浓度和同位素构成进行评估。与当前和过去旨在寻找火星过去或现在存在水的证据的任务相比,“好奇”号寻找适居环境的任务面临更大挑战,其中一个重要原因在于,即使数量很多,有机碳在火星表面的保存程度也是一个未知数。

  “好奇”号的科学研究目标主要有4个,只有完成这些目标才能实现评估火星适居性的目的。第一个目标是至少对一个探测区域的生物学方面的潜力进行评估,方式是研究有机碳化合物的特性和数量,寻找构成生命的化学组件,以及寻找和鉴别可能记录生物学相关过程的特征。第二个目标是研究着陆点的地质特征。在此过程中,“好奇”号将对登陆点地表以及近地表物质的化学、同位素和矿物构成进行研究,同时揭示岩石和土壤形成过程。第三个目标是研究与过去适居性(包括水扮演的角色)有关的行星过程,方式是评估长期内的大气演化,研究水和二氧化碳当前的状态、分布和循环。第三个目标是确定地表辐射的频谱,包括宇宙辐射、太阳质子活动以及次级中子。

  “好奇”号进行的观测和测量将对科学研究产生重大影响,评估火星过去和现在环境适居性的这一科学研究目标取决于上面提到的4个目标的完成情况以及所取得成果的整合。“好奇”号的10个科学仪器中每一个都要参与多项科学研究任务,帮助这辆火星车完成既定目标。由于科学仪器的多用途和多使命,“火星”项目组的各个团队需要紧密配合,共同完成科学勘察、评估和数据分析等工作。

1楼 发表日期:12-08-06 16:29:37