主题 : [03.30]NASA “火星车们”:寻找红色星球上水和生命的痕迹
千山同一月 万户尽皆春 千江有水千江月 万里无云万里天
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0 [03.30]NASA “火星车们”:寻找红色星球上水和生命的痕迹

对人类旅行者来说,太空探索的标志性时刻发生在半个世纪前,当时尼尔·阿姆斯特朗在月球上留下了第一个人类脚印。但是,如果你不介意人类被机器人取代的话,那么,最伟大的太空探索时代此时就在火星上展开。

美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”火星车在尘土飞扬的铁锈色火星表面行驶,留下的车辙以摩斯电码拼出了“J-P-L”。这是NASA喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的缩写。正是在这个研究中心,NASA的科学家和工程师们设计并建造了“好奇号”(Curiosity)及之前的三台火星漫游车。截至目前,所有这些火星车已经完成了75公里的旅程,极大地扩展了我们对火星环境的认识,也为在宇宙中寻找外星生命提供了动力。

火星探路者号着陆器传回的图像被拼接在一起,形成了一幅奇怪的全景图
无论火星车去到哪里,都会有令人意想不到的发现。它们观察到了干涸的河流、湖泊和灾难级别的水流痕迹,表明在35亿年前,火星的火山活动频繁,液态水充足。它们还发现了令人费解的大气变化,暗示着一些未知的化学过程直到今天仍在进行。火星车获得的证据表明,如果在看似贫瘠的火星表面向下挖掘,你可能会发现一颗生机勃勃的——甚至仍然存在生命——的行星。
到目前为止,大多数火星任务都是着陆器,目标定在某个特定地点。大多数任务(包括苏联的每一次尝试)都以失败告终。不过,美国国家航空航天局的5台火星车都成功登陆并运行,尽管目前只有“好奇号”和“洞察号”仍在执行任务。2020年夏天,我们可能会见证三台不同的火星探测车发射,它们分别是NASA的“火星2020”探测车、欧洲空间局的“罗莎琳德·富兰克林”(Rosalind Franklin,DNA双螺旋结构的发现者之一)火星车和中国的“火星一号”探测车。
旅居者号(1997年7月4日至9月27日)
美国国家航空航天局的旅居者号(Sojourner)是一台小巧可爱的火星探测车,帮助该机构第一次在互联网上引起了轰动。这辆六轮火星车只有10.6千克重,车顶装有太阳能电池板。旅居者号的母飞船为火星探路者号(Mars Pathfinder)着陆器,登陆之后,旅居者号部署了一个小型气象站,用立体摄像机扫描周围环境,并检查了岩石和土壤的成分。7月7日,旅居者号的页面浏览量达到了8000万次,这在互联网刚刚起步的时候是一个巨大的成功。
旅居者号为后来的机器人火星探索建立了模板。在旅居者号的探险地图上标有日期,标明着陆后的火星日数。火星探路者号着陆器传回的图像被拼接在一起,形成了一幅奇怪的全景图。火星上的每一天都是24小时37分钟,这要求NASA的地面漫游车适应火星上不同的昼夜周期。这次任务的持续时间也比预计的长得多:83天,而不是原计划的7天。和所有的火星车一样,旅居者号被派往一个曾经有丰富水源的地方。地球上的生命需要水才能生存,而目前的假设是,火星上如果存在任何生命,应该也都会以同样的方式生存。旅居者号着陆后,NASA的科学家们提出了一句箴言,“随水而行”,来指导他们的火星调查。
在旅居者号的着陆点环顾四周,你可能看不出那里曾经是一片广阔的洪泛区,位于两股巨大外流河道——阿瑞斯谷和提尔谷——之间。在旅居者号到达之前,行星科学家怀疑那里的水道是数十亿年前一场灾难性的洪水造成的。在围绕着陆点进行的短途旅行中,旅居者号发现了圆形的岩石,暗示着该地区在很长时间内都存在流水,也许是连接古代海洋和内陆海洋的一系列通道的一部分。对于火星生命的搜寻来说,这是个好消息。
勇气号(2004年1月4日至2010年3月22日)
让我们继续在火星上行进。“勇气号”和它的孪生兄弟“机遇号”一起,标志着NASA的机器人火星探测技术的重大升级。勇气号携带了一个核动力加热器来维持温度,从而能将从太阳能板获得的所有电力都输送给科学仪器,并进行长距离的活动。按原先的涉及,勇气号的任务将持续90天,行程至少为600米。在2009年5月1日被困在沙里之前,勇气号火星车已经运行了7.7公里,之后它在原地又工作了一年。

在2009年5月1日被困在沙里之前,勇气号火星车已经运行了7.7公里,之后它在原地又工作了一年
勇气号的探索之旅始于一个名为“古瑟夫”(Gusev)的陨石撞击坑。小行星撞击火星的热量融化了地下冰,可能导致了这里的洪水泛滥。该撞击坑覆盖的区域如此之广,以至于科研团队不得不一直为不同的地貌取名,从而保持方向感。其中许多名字,包括哥伦比亚山,都是为了纪念挑战者号航天飞机在2003年的失事;有些名字则不大正式,比如一处露出地表的岩层就被称为“本垒板”(Home Plate),因为与棒球场本垒板十分相似。
在那漫长的探索过程中,勇气号记录了更多关于古代流水的证据。这些证据如此之多,以至于在科学记者中间出现了一个流传很久的笑话:NASA的每一次新闻发布会都要宣布在火星上“发现”了水。哥伦比亚山的岩石很明显是被水流改变的,而“本垒板”则主要是火山岩。勇气号被困的具体地点——被称为“Gertrude Weise”,以全美女子职业棒球联盟的一名球员的名字命名——覆盖着硅沉积物,可能是在有温泉存在的情况下形成的。换句话说,勇气号被困在火星曾经温暖湿润的直接证据中。
机遇号(2004年1月25日至2018年6月10日)
在勇气号登陆三周后,其“孪生兄弟”机遇号在火星的另一边着陆,并在这个新世界创造了一项至今未被打破的长距离驾驶记录。在超过14年(它设计寿命的60倍)的时间里,机遇号行驶了45.16公里。相比之下,由阿波罗17号宇航员驾驶的最长的月球之旅,使用的是一辆大得多的月球探测车,行程为35.7公里。

在勇气号登陆三周后,其“孪生兄弟”机遇号在火星的另一边着陆,并在这个新世界创造了一项至今未被打破的长距离驾驶记录
机遇号的着陆点为鹰撞击坑,位于名为“子午线高原”的广阔平原上。这台火星车迅速补充了更多细节,让我们对火星上长期消失的水有了更深的认识。例如,机遇号发现了一些蓝色的小球状岩石,它们被称为“蓝莓”,这种外形必须在有积水的地方才能形成。与勇气号一样,机遇号也配备了钻孔工具和显微摄像机,以便对岩石进行详细分析。结合化学传感器的其他数据,这一发现有力地证实了火星曾经拥有一个更厚的大气层,其表面也具有丰富的水。康奈尔大学的史蒂夫·斯奎尔斯(Steve Squires)当时曾说:“我们认为,机遇号就停在火星一个咸海的海岸线上。”
机遇号的史诗之旅还包括游览维多利亚撞击坑,并在巨大的努力撞击坑外围进行了一次短途旅行,最后,它被一场全球性的火星沙尘暴击倒,其太阳能电池板被挡住,无法接触到阳光。机遇号还路过火星上的几块陨石,包括一大块名为“防热护盾岩”(Heat Shield Rock)的金属,显示了火星如何遭受小行星的撞击。
级别: 七朵秋菊

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