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火星登陆点为啥选个坑

2018-11-25 8:20:49 来源:山东商报

        历经5年对60多个候选地点的研究和探索,近日,美国国家航 空航天局(NASA)终于向全世界公布了“火星2020”探测器(Mars 2020Rover)未来着陆的地点——“耶泽洛陨石坑”(Jezero Crater)。“火星2020”探测器计划于2020年7月发射,并于2021年2月登陆火星。NASA表示,“火星2020”探测器不仅要在火星上寻找过去存在过生命的痕迹,以及适合居住的迹象,还要从火星上收集岩石和土壤样本。分析认为,该着陆点的选定为未来10年人类探索火星奠定了基础。记者潘愈

 

  寻找生命

 

  NASA19日宣布了“火星2020”探测器在火星上的着陆点。这个探测器计划准备在2020年7月发射,这是NASA对这颗红色星球进行探索的最新一步。

 

  据NASA官网公布的信息表示,历经5年的研究和探索,NASA终于决定选择“耶泽洛陨石坑”作为即将进行的“火星2020”探测器计划的着陆点,而在此之前,该任务团队与行星科学界,已经就这颗红色星球上的60多个候选着陆点的每一个可用细节,进行了仔细的审查和讨论。

 

  在古老的火星星球上,因为水流对沟渠的冲刷刻画和对沉淀物的搬运影响,湖盆内形成了一些扇形和三角洲。对轨道光谱数据的分析表明,这些沉淀物当中有些含有矿物质,这就表明因为水而发生了化学变化。这里,在“耶泽洛陨石坑”三角洲内,沉淀物当中含有粘土和碳酸盐。

 

  此次“火星2020”探测器不仅要寻找远古适宜居住环境的痕迹,以及过去的微生物生命,还要搜集岩石和黏土样本,并把这些样本存储在这个红色星球表面的一个特殊的储藏点。NASA与欧洲太空总署(ESA)设想有一天能够拿到这些样本,将它们送回地球,所以这个着陆点选择至关重要,它直接影响着未来十年对火星探索的进程。

 

  地貌丰富

 

  “位于‘耶泽洛陨石坑’的这个着陆点,地貌十分丰富,它的地形可以追溯到36亿年前,或许能够解答那些关于星球进化与天体生物学方面的重要问题。”NASA科学任务理事会副会长托马斯·泽布臣(Thomas Zurbuchen)表示,“从这个独特的地方将这些样本取回,对于我们对火星孕育生命能力的研究具有革命性的重大意义。”

 

  “耶泽洛陨石坑”位于火星赤道以北因巨大撞击力所形成的盆地——伊希地平原(Isidis Planitia)的西侧,而伊希地西侧代表了火星上一些最古老、最具科学趣味的地质地貌。

 

  该航天计划的科学家们认为,这个28英里(45千米)宽的陨石坑,曾经是一个古老的河流三角洲的所在地,在从几十亿年前流入这个陨石坑的水流和沉积物当中,或许搜集和保存着古老有机分子和其他微生物生命的潜在迹象。

 

  “耶泽洛陨石坑”古老的湖泊三角洲系统提供了很多有价值的样本目标,至少五种不同种类的岩石,包括那些很可能存留着过去生命痕迹的黏土和碳酸盐。另外,从这个大分水岭流进这个三角洲的物质,可能含有来自陨石坑内外的多种矿物质。

 

  地质学上的多样性,使得“耶泽洛陨石坑”对“火星2020”工程的科学家们充满了吸引力,当然对这个项目组工程设备的进入、降落、着陆(EDL)来说也是个极大的挑战。

 

  避开危险

 

  除了附近巨大的河流三角洲和小型陨石坑的压力作用,这个着陆点东部还有大量的巨石和岩石,西部则有悬崖峭壁,在一些地方还有布满了风蚀河床的洼地,而这些砂砾因为风力作用产生的涟漪波动极可能会将探测器困住。

 

  “那些火星研究组织对像‘耶泽洛陨石坑’这样富有科学研究价值的着陆点期盼已久,之前一项计划也曾考虑过去那里,但是出于安全着陆方面的考量,最终还是放弃了。”NASA喷气推进实验室“火星2020”项目科学家肯·法利(Ken Farley)表示,“但是这个曾经遥不可及的设想现在成为可行的了,这还多亏了‘火星2020’ 工程团队和EDL相关技术的进步。”

 

  当初开始寻找适合的着陆地点时,项目工程师们早已对着陆系统进行了改进,比如将“火星2020”的着陆区域,缩小至比2012年NASA“好奇号”火星探测器在“盖尔陨石坑”(Gale Crater)着陆时的区域还要小50%。这就让这些技术团队有能力去考虑更多富有挑战性的着陆地点。同时,这些最有科学价值的着陆地点,也让NASA研发增加了一项叫做“地形相对导航”(TRN)的技术。“地形相对导航”能使“天空起重机”(sky crane)在下降阶段中,依靠火箭驱动系统把探测器安全地带到地表,从而避开那些危险区域。

 

  更加精密

 

  着陆地点的选择,取决于“地形相对导航”技术对大量数据进行分析,进行验证测试的能力。相关的最终报告将于2019年秋天,提交给独立审查委员会和NASA总部。

 

  “在对行星的探索中,没有什么比登陆火星更加困难的了。”托马斯·泽布臣表示,“‘火星2020’ 工程组已经做了大量的工作,付出了巨大的努力,只为了让我们为这个决定做好准备。这个团队将要继续对‘地形相对导航’技术以及存在的风险进行研究,届时我们将另外对相关研究结果进行审查,以确保我们在此次的登陆计划中获取最大胜算。”

 

  尽早决定着陆地点,让探测器驾驶员和科学操作团队能够及时改进他们探索“耶泽洛陨石坑”的计划。一旦探测器在地面上安全着陆,利用NASA火星轨道飞行器编队的相关数据,他们可以绘制更加详细的火星地形图,并锁定那些感兴趣的区域,比如当确定哪些区域具有最有趣、最吸引人的地质特征后,“火星2020”就能够在这些区域收集到最好的科学样本。

 

  “火星2020”探测器将于2020年7月从位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地(Cape  Canaveral  Air Force Station)发射升空,并计划在2021年2月着陆。

 

  探索内核

 

  除了此次“火星2020”探测器着陆点的选定,NASA还宣布了“洞察号”(InSight)探测器将于本月26日在火星着陆的消息。

 

  “洞察号”于今年5月5日,从位于加利福尼亚州中部的范登堡空军基地(Vandenberg Air Force Base)发射升空。NASA21日宣布,在美国东部时间的本月26日下午3点左右,“洞察号”将在火星上着陆。届时,“洞察号”将利用地震调查、热传输等方法,对火星的深层内核进行探测。

 

  作为研究火星深层内核的首次任务,“洞察号”要以每小时12,300英里(19,800公里)的速度穿过火星大气层的顶部,并迅速减速至每小时5英里(8公里),相当于人类慢跑的速度,而这种极端的减速必须在7分钟内实现。

 

  NASA总部的行星科学部代理主任劳瑞·格雷兹(Lori Glaze)表示,“一旦‘洞察号’在这个红色行星上登陆,它的仪器们将随即展开探测,它将要针对火星深层内核收集有价值的信息。这些信息将要帮助我们了解包括地球在内的所有岩态行星的构成及演变过程。”

 

  此外,NASA还宣布,“洞察号”登陆过程,世界各地的观众届时可以通过美国国家航空航天局的电视台、网站、社交媒体平台上观看现场直播,这是6年来的首次。