来自 十大可靠时时彩平台 2019-10-17 22:55 的文章
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欧洲航天局计划从火星上带回样本,将收集大约

科学家欲将火星岩石带回地球 为人类登陆火星铺路

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“凤凰”号探测器自从登陆火星后,一直在兢兢业业地紧张忙碌着,并已成功采集到土壤样本。但科学家更希望能将“红色星球”上的岩石和土壤样本带回地球。日前,来自世界各国的31名科学家联合提出了“火星取样返回”计划,为人类登陆火星铺路。

来源:ESA

中国火星探测车模拟图 光明图片

据英国《卫报》7月14日报道,这一设想是在上周举行的国际火星探测工作组会议上提出的。按计划,取样探测器将在2018年—2023年发射。而为了实现这一目标,相关的技术开发工作需要从2011年就着手展开。

欧洲航天局“火星快车”探测器已经在环火星轨道上运行了15年多,距离其首次发射火星车任务也还有近一年的时间,但它已经雄心勃勃地想更进一步:从红色星球

中国首次火星探测任务将于2020年实施,在一次任务中同时实现对火星的“环绕、着陆、巡视”,并将对火星的形貌、土壤、环境、大气等展开探测。中国火星探测计划让火星探测再次成为公众关注的焦点。

按照设计,该项目将发射两个独立的航天器——一个着陆器和一个轨道器。着陆器在抵达火星表面后,将释放出漫游装置,它在火星上收集大约0.5千克的岩石样本,再带回着陆器,放入一个密封舱内。随后,着陆器将升空离开火星地表,与在绕火星运行的轨道器对接“会师”,并将采集的样本转移到轨道器。最后,轨道器将带着珍贵的“战利品”独自踏上回归路。在回到地面后,科学家将把样本迅速送入最高安全级别的生物实验室中。

  • 火星上带回样本。

火星距离地球的最近距离为5500万千米,最远距离达4亿公里,是太阳系中与地球最相似的行星,也是唯一经改造后可能实现大规模移民的星球。进入航天时代以来,美国多次开展火星探测,保持着极高的成功率,接二连三取得重大科学发现。

整个项目耗资预计约80亿美元。由于人力和资金投入巨大,一个机构势必难以独立完成,美国宇航局、欧洲航天局和其他一些国家的太空署都对该项目表示了浓厚的兴趣。

火星上曾经有过生命吗?重建这颗邻近星球的历史,了解其演化进程与地球的演化进程有何不同,是火星探测任务的核心所在。

1976年着陆火星表面的“海盗1号”和“海盗2号”可谓人类探索火星生命的先驱。21世纪以来,人类先后发射环绕火星的轨道器、着陆在火星表面的着陆器、巡视探测的火星车等,采用多种科学手段进行探测,证明了火星表面曾经有过大规模水体活动,暗示火星出现过适宜生命繁衍的环境特征,并可能发育过生命。

撰写计划报告的专家组组长、英国开放大学莫尼卡•格雷迪教授表示,这是人类登陆火星之前的重要一步。“如果无法把岩石带回来,更无法实现人类的往返。如果我们要继续火星探测,那么取样返回行动就势在必行,”格雷迪说。

欧洲航天局的第一次火星探索之旅始于16年前,即2003年6月2日火星快车的发射。到目前为止,火星快车已经拍摄了火星绝大部分表面的图像,并一直在持续传回大量的科学数据,包括火星从前比现在更“湿润”证据,这暗示着火星曾经可能适合于生物生存。因为水是万物之源,生命之本。哪里有水,哪里就可能有生命。

2001年发射的奥德赛号轨道器发现水流遗迹。2003年发射的“孪生兄弟”机遇号和勇气号火星车发现了被命名为“埃斯佩朗斯6号”的岩石。这块岩石形成于火星历史最初的10亿年,是机遇号检测过的最古老岩石。它的黏土矿物是在水环境下形成的,其中富含铝,说明当时流经岩石缝隙的水是中性的,而生命的进化和繁衍正需要中性环境。如今,勇气号于2010年停止工作,但机遇号依旧不断发回探测数据。

据估计,人类在2050年之前是不太可能踏上火星的,而在此之前我们首先要证明有能力让无人探测器安全往返,但迄今成功抵达火星地表的7枚探测器都是“有去无回”。

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2004年欧盟发射的火星快车轨道器发现了曾经的海岸线和沉积物,一系列科学数据也证明火星曾经有大规模的水,可能曾是“蓝色星球”,其干涸的北部平原在数十亿年前很可能是一片汪洋。不仅如此,2005年发射的火星勘测轨道器和2008年5月着陆火星的凤凰号探测器都发现,火星现在仍然有水存在。

开放大学的科林•皮林格教授2003年曾领导欧洲航天局“猎兔犬2”号火星登陆计划,该探测器在降落过程中受损与地面失去联系。他表示,取样返回能让科学家对火星上的岩石和土壤样本进行更全面深入的分析,以便寻找生命迹象。“谁都知道,如果想真正了解火星,就必须要这么做。”

通过数字,了解火星快车

2011年发射的好奇号火星车是人类有史以来制造的体积最大、性能最高,也是最昂贵的火星车。它耗资26亿美元,重899公斤,外壳宽4.5米,搭载了11种不同的科学仪器。好奇号发现了名为“黄刀湾”的湖泊遗迹。36亿年前那里曾经是一个至少存在了数万年的湖泊,长约50公里,宽约5公里。黄刀湾是一个淡水湖,理论上可以支持一些简单微生物的生存。在地球上某些洞穴和热泉喷口,也可以见到这类微生物。下一步,好奇号将寻找化学条件更利于保存有机物、有机物含量较高、辐射暴露时间较短的岩石样本。一旦检测到有机碳,那将是火星曾经存在过生命的直接证据。

但皮林格警告说,最大的困难是如何避免生物污染。“必须非常小心,不要带回任何可能危害地球的物质。这次任务不能出一点差错,探测器务必要安全穿越地球大气层。”

来源:ESA

我们并不仅仅关注火星上的水。2013年发射的马文号轨道器深入火星低层大气,发现随着火星磁场变弱,火星曾经浓密的大气层被太阳风逐渐吹走,揭开了火星大气消失之谜。

如果说环境恶劣的火星上真有微生物存在,那么它们必定具有极其顽强的生命力。如果探测器返航时发生意外而爆炸,火星生物也未必会随之灰飞烟灭,而它们将给地球生物圈带来什么影响也难以预测。

2016年,欧洲航天局和俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)联合发射了火星微量气体轨道探测器(ExoMars Trace Gas Orbiter,TGO),该轨道器重达3.7吨,是目前在火星轨道运行的最重的航天器。它的使命是以前所未有的精度对火星的上层大气进行详尽分析,并正在对火星上的微量气体进行检测,以查明这些气体的成因来源是生物成因还是地质成因。此外,它还提供了火星浅层地表之下水-冰或水合矿物质的水分布图。

未来,更多的火星计划将要实施。2018年,太空探索技术公司将发射红龙飞船登陆火星,为未来载人探测做准备。2020年,欧空局和俄罗斯航天局联合进行的“ExoMars”火星探测任务将发射火星车登陆火星表面。美国的下一代火星车——2020火星车已进入最终的设计与建造阶段,将于2020年夏天发射,计划次年2月在曾经适合微生物生存的地点着陆,搜寻火星生命迹象,并收集土壤和岩石样本,拟通过未来火星探测任务带回地球。

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