火星探索: 中國、美國、阿聯酋要在紅色星球上尋找什麼

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地球上農曆春節期間,遙遠的火星也將一反尋常地熱鬧起來 — 來自三個國家的火星探索器即將先後抵達。它們為一個共同的大目標而來:研究火星地質環境和大氣層,尋找古老的微生物生命跡象,但三者各有使命,需要完成不同的任務。

阿聯酋火星探測器「希望號」(Hope)2月9日首先到達目的地,恰逢50週年國慶;中國「天問-1」 兩天後(2月11日)抵達目標軌道,正值農曆新年除夕;美國「毅力號」(Perseverance)計劃18日著陸。

2020年被稱為「火星年」,因為地球和火星距離最近,發射火星探測器需要的燃料最少。這個發射窗口每26個月出現一次。

困難和挑戰仍舊存在,包括聞者心驚的「恐怖七分鐘」,即探索器穿越火星大氣層抵達陸地的過程。

迄今為止,所有火星探測任務中有一半都以失敗告終。

那麼,這一輪嘗試有什麼不同?凖備探索什麼?

阿聯酋 - 「希望號」

Undated handout photo issued by Mohammed Bin Rashid Space Centre (MBRSC) of an artist's impression of the Hope Probe, the United Arab Emirates' first Mars mission, using the Hope probe
Undated handout photo issued by Mohammed Bin Rashid Space Centre (MBRSC) of an artist's impression of the Hope Probe, the United Arab Emirates' first Mars mission, using the Hope probe

阿聯酋歷史上首次火星探測行動,「希望號」火星探測器2020年7月在日本發射。

主要任務包括探測、研究火星大氣層;這個課題以前從未被納入任何火星探索計劃。

具體而言,科學家們希望通過這次探索進一步了解火星空氣和水分流失的原因和過程。

「希望號」也是這一輪火星探索行動中唯一不在火星著陸的探測器。它的任務是繞火星軌道運行至少一個火星年,相當於地球上687天。

它收集的數據預計2021年9月開始陸續傳回地球。

但在那之前,「希望號」必須先進入環繞火星運行的軌道,這個過程風險很大,難度很高,但至關重要。

預計這個過程將會持續到4月份。

阿聯酋火星探測圖示
阿聯酋火星探測圖示

BBC科技事務記者喬納森·阿莫斯(Jonathan Amos)稱「希望號」的意義超出了科學探索。

他說:「這被視為一種激勵和鼓舞的象徵,能夠吸引國內和整個阿拉伯世界更多中學生和大學生選修科學。」

此前,只有美國、印度、前蘇聯和歐洲宇航局(ESA)火星探測器成功抵達目的地。

「希望號」的抵達火星時,恰逢阿聯酋建國50週年。舉國上下已經張燈結彩,凖備慶祝這個「國慶獻禮」時刻。

中國「天問-1號」

Tianwen Mars rover
Tianwen Mars rover

「天問-1號」承擔了中國首次火星探測任務,計劃三個月之後在火星著陸。從抵達目標軌道到登陸這段時間內,主要任務是考察評估火星大氣層狀況,為降落做凖備。

降落過程估計很危險。登陸火星前,需要把探測器的速度從切入時的每小時2萬公里減慢到類似於步行的速度,然後著陸的「起落架」放下。

中國計劃讓這艘重240公斤的探索器於今年5月份在一片平原著陸,著陸點位於烏托邦衝擊盆地內。

火星探測器配備了折疊式太陽能光板,主要任務是研究這片區域的地表和地下淺層的地質狀況。

安裝在桅桿上的攝像機負責拍照錄像,輔助導航,另外五套儀器用於測評著陸區域岩石的礦物成分和機構,同時探查是否存在水-冰。

Model of Tianwen-1
Model of Tianwen-1

中國科學家們希望火星探測器能工作至少90天。

到目前為止,只有美國做到了在火星表面長時間持續運作,前蘇聯和歐洲的火星探測器著陸後不久便失敗,無法繼續探測任務。

」天問-1號「已經傳回第一幅火星圖像:一張黑白照片,顯示了火星表面一條巨大的峽谷 — 水手谷和沙帕雷利隕石坑等地質特徵。

這張圖片是從距離火星表面220萬公里高空拍攝的。

天問-1號傳回的第一張火星俯瞰圖,攝於2021年2月5日
天問-1號傳回的第一張火星俯瞰圖,攝於2021年2月5日

」天問-1號「之前,中國曾經在2011年與俄國合作火星探測,但發射失敗。不過,在那之後中國兩次成功登月,尤其是2020年在月球背面軟著陸成功,成為第一個完成此舉的國家。

美國」毅力號「

美國國家航空航天局(NASA)的」毅力號「擔負著尋找火星古老生命(微生物)跡象的任務。

它將收集岩石標本,希望從中發現無可股價的線索,解答火星上到底是否曾經有生命存在的問題。

這是迄今為止送到另外一個星球著陸的最大、最先進的探測器,預計於2月18日格林尼治時間2100點前進入火星赤道附近的耶澤羅隕石坑(Jezero crater)著陸。

負責」毅力號「進入、降落和著陸(EDL)過程的NASA工程師Allen Chen說:」科學家們在我們的著陸點,耶澤羅隕石坑,看到的是令人鼓舞的科研前景:一條進出山口的古河道,認為這正是尋找古代生命跡象的場所。但是我注視耶澤羅隕石坑時,看到的是危險。「

他對BBC解釋說,那裏遍地都是危險:」一道60-80米高的懸崖正好橫在著陸點中間;懸崖西側是很多隕石坑,即便漫遊器在其中一個坑裏著陸成功,也很難出來;向東看,是一大片岩石,如果把漫遊器在那裏放下,它會很不高興。「

Perseverance rover
Perseverance rover

幸運的是,」毅力號「在技術上有不少經過實踐驗證的成功經驗,可以確保它在一處安全的地點著陸。

這艘火星漫遊器的體積跟一輛小型四驅越野車差不多,重一噸,每天可以自動行駛200米距離,配備了19台相機,兩個麥克風,可以用來捕捉錄製火星上的聲音。

」毅力號「帶到火星的還有一架1.8公斤重的無人飛機,凖備在火星上試飛,那將是無人機在另一個星球環境下首次飛行。

儘管看上去不乏鼓舞人心之處,」毅力號「此行收獲如何,只有等到它在火星上收集的樣本運回地球之後才能全面評估。

那將是兩年後,它的火星探測任務結束以後。

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