“火星2020”漫游車(chē)探測(cè)火星的藝術(shù)概念圖 來(lái)自NASA官網(wǎng)

據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)官網(wǎng)報(bào)道，盡管“好奇號(hào)”火星車(chē)目前仍不舍晝夜地逡巡于火星表面，但該機(jī)構(gòu)新一代火星漫游車(chē)已“蓄勢(shì)待發(fā)”。新火星車(chē)是NASA“火星2020”(Mars 2020)項(xiàng)目的關(guān)鍵部分。

如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，NASA將于2020年7月將其送上紅色星球，尋找遠(yuǎn)古生命存在的“蛛絲馬跡”。盡管火星現(xiàn)在是寸草不生的莽荒之地，但在大約35億年前，這里也曾有湖泊和河流，或也曾水波蕩漾，孕育過(guò)生命。

為省錢(qián)“舊瓶裝新酒”乍看起來(lái)，新款火星漫游車(chē)與“前輩”“好奇號(hào)”并無(wú)二致。但毫無(wú)疑問(wèn)，它更先進(jìn)：它擁有7臺(tái)新設(shè)備、車(chē)輪也經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，且自動(dòng)化程度更高。

一個(gè)鉆頭將捕獲巖心，而一套帶有微型機(jī)器臂的緩存系統(tǒng)會(huì)把這些樣本封住，然后再將它們置于火星表面，為將來(lái)可能的樣本回收任務(wù)做好返回準(zhǔn)備。返回地球上的實(shí)驗(yàn)室后，研究人員就可以對(duì)其進(jìn)行分析，從而判斷火星上是否曾存在過(guò)生命，同時(shí)也能了解火星上的環(huán)境對(duì)將來(lái)的人工作業(yè)任務(wù)是否存在威脅。

新硬件裝置目前正在NASA的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)緊鑼密鼓地研制，“火星2020”任務(wù)也由JPL進(jìn)行管理。新裝置包括“火星2020”任務(wù)的巡航階段和下降階段。巡航階段把漫游車(chē)送入太空;下降階段則是一臺(tái)裝有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的“空中起重機(jī)”，它會(huì)把漫游車(chē)送至火星表面。這兩階段最近已移交至JPL的宇宙飛船裝配設(shè)備內(nèi)。

“火星2020”任務(wù)很大程度上依賴(lài)火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MSL)此前為“好奇號(hào)”漫游車(chē)打造的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和備用硬件，新漫游車(chē)85%的重量源于“好奇號(hào)”火星漫游車(chē)，真可謂是“舊瓶裝新酒”。

NASA火星探測(cè)計(jì)劃主任吉姆·沃特茲就直言不諱地表示：“有如此多硬件已經(jīng)被設(shè)計(jì)甚至制造出來(lái)，是新項(xiàng)目的主要優(yōu)勢(shì)，這不僅省時(shí)間、省錢(qián)，最重要的是降低了風(fēng)險(xiǎn)。”

高科技“伴身”捕捉生命“蛛絲馬跡”

盡管與“好奇號(hào)”有相似之處，但“火星2020”的目標(biāo)卻大相徑庭。“火星2020”的各種設(shè)備將通過(guò)研究火星現(xiàn)在的地形，尋找古老生命的“蛛絲馬跡”。

為了實(shí)現(xiàn)這些新目標(biāo)，新漫游車(chē)配備有一套尖端科學(xué)儀器。它將在微生物層面尋找生物印記。X射線(xiàn)光譜儀會(huì)瞄準(zhǔn)食鹽大小的位置探測(cè);紫外線(xiàn)激光器將檢測(cè)碳原子激光環(huán)散發(fā)出的“輝光”;透地雷達(dá)將成為首個(gè)探測(cè)火星表面之下情況的儀器，繪制火星表面之下10米深處巖層、水層和冰層的圖像。

新漫游車(chē)的智能硬件也得到升級(jí)，包括彩色攝像機(jī)、變焦鏡頭和可以蒸發(fā)巖石和土壤以分析其化學(xué)性質(zhì)的激光器。“火星2020”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人喬治·塔胡說(shuō)：“新設(shè)備將以前所未有的方式收集科學(xué)數(shù)據(jù)。”

這些工具還將進(jìn)行馬拉松式的采樣：漫游車(chē)會(huì)至少鉆20個(gè)甚至多達(dá)40個(gè)巖芯，為將來(lái)返回地球做好準(zhǔn)備。

“火星2020”項(xiàng)目科學(xué)家肯·法利說(shuō)：“地球以外是否存在生命是人類(lèi)渴望想要回答的重大問(wèn)題之一，我們從這次任務(wù)中收集的樣本中學(xué)到的東西，有可能回答我們?cè)谟钪嬷惺欠窆陋?dú)這一終極難題。”

到“好奇號(hào)”沒(méi)去的地方看看

此外，為了讓漫游車(chē)更安全地著陸，JPL正在開(kāi)發(fā)一種名為“地形相關(guān)導(dǎo)航”的新型著陸技術(shù)。當(dāng)下降階段接近火星表面時(shí)，它將使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)，將真實(shí)景觀與預(yù)先加載的地形圖進(jìn)行比較，引導(dǎo)下降階段到達(dá)安全的著陸點(diǎn)。與之相關(guān)的名為“范圍觸發(fā)器”的相關(guān)技術(shù)將借助位置和速度數(shù)據(jù)，確定何時(shí)打開(kāi)航天器的降落傘，借助這兩項(xiàng)技術(shù)，漫游車(chē)的著陸范圍會(huì)縮小50%。

“火星2020”項(xiàng)目進(jìn)入、下降以及著陸負(fù)責(zé)人陳艾(音譯)表示：“地形相關(guān)導(dǎo)航著陸技術(shù)使我們能安全到達(dá)對(duì)‘好奇號(hào)’火星車(chē)來(lái)說(shuō)太危險(xiǎn)而沒(méi)有進(jìn)行探測(cè)的地點(diǎn);范圍觸發(fā)器讓我們著陸更接近對(duì)科學(xué)有用的區(qū)域。最新方法能最大程度地降低著陸錯(cuò)誤，對(duì)于未來(lái)致力于取回‘火星2020’樣本的探測(cè)任務(wù)來(lái)說(shuō)也至關(guān)重要。”

著陸地點(diǎn)三選一

選址是這一使命的又一個(gè)里程碑。今年2月份，科學(xué)界將“火星2020”任務(wù)潛在的著陸點(diǎn)從八個(gè)縮小到三個(gè)，這三個(gè)地方代表了可能孕育原始生命的不同環(huán)境：名為“耶澤洛隕石坑”的古老湖床、東北流沙帶(此處的溫暖水域可能與地下巖石有化學(xué)作用)以及哥倫比亞丘陵(此處可能有溫泉)。《科學(xué)》雜志官網(wǎng)今年5月中旬報(bào)道稱(chēng)，前兩個(gè)地點(diǎn)靠近古老的火山巖石，有助于同時(shí)執(zhí)行另一重要任務(wù)——收集火星樣本;而哥倫比亞丘陵曾被“勇氣號(hào)”火星車(chē)探測(cè)過(guò)。

除了這三個(gè)地點(diǎn)都擁有豐富的地質(zhì)條件，可能潛藏過(guò)往生命的“蛛絲馬跡”外，研究人員還兼顧了候選地點(diǎn)的著陸難度。最終著陸地點(diǎn)將于未來(lái)一年內(nèi)確定。

法利說(shuō)：“在未來(lái)幾年里，‘火星2020’科學(xué)團(tuán)隊(duì)將會(huì)衡量每個(gè)地點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，這是我們面臨的最重要的決定。”