來(lái)源： Nature Portfolio

　　“毅力號(hào)”火星車(chē)將探訪耶澤羅隕石坑，采集首批火星巖石樣本。

　　大概在39億年前，一顆不規(guī)則巖石撞向火星，在火星表面砸出了一個(gè)45千米寬的巨坑，人們稱(chēng)其為耶澤羅隕石坑（Jezero Crater）。美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月18日，NASA的最新火星車(chē)在這個(gè)隕石坑著陸。

　　NASA的目標(biāo)是探索火星上這片過(guò)去溫暖潮濕，甚至可能很宜居的區(qū)域。遍布這個(gè)隕石坑的各種地質(zhì)構(gòu)造暗示這里曾經(jīng)有水，包括一個(gè)湖泊和一個(gè)河流三角洲的遺跡。目前尚無(wú)探測(cè)器抵達(dá)過(guò)這片區(qū)域，研究這里的巖石構(gòu)成將給NASA一個(gè)絕佳機(jī)會(huì)，回答火星上是否有過(guò)生命這一存在很久的問(wèn)題。

　　“耶澤羅非常特別。” 印第安納州普渡大學(xué)的行星科學(xué)家、該任務(wù)科學(xué)組成員Briony Horgan說(shuō)。

　　NASA這臺(tái)六輪火星車(chē)取名“毅力號(hào)”（Perseverance），它將以機(jī)器人地質(zhì)學(xué)家的身份遍訪耶澤羅隕石坑，先研究那些露出頭的部分，再挖取灰塵和巖石放入火星車(chē)腹部的一盤(pán)樣本管中。如果一切順利，當(dāng)“毅力號(hào)”在火星表面待滿(mǎn)一個(gè)火星年（略少于兩個(gè)地球年）時(shí)，它將行進(jìn)超過(guò)15公里。它還將采集一組非常珍貴的樣本，把它們放在火星地表，留待未來(lái)的探測(cè)器將其取回——這也將是火星巖石首次被帶回地球。

　　目的地：耶澤羅

　　還有兩項(xiàng)任務(wù)也在2月抵達(dá)了火星。阿聯(lián)酋的“希望號(hào)”探測(cè)器在2月9日入軌火星，隔天中國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”也加入其中——這對(duì)阿聯(lián)酋和中國(guó)來(lái)說(shuō)都是第一次。但“毅力號(hào)”的目標(biāo)是成為2012年以來(lái)首個(gè)登陸火星的火星車(chē)。2012年，NASA的“好奇號(hào)”（Curiosity）探測(cè)器降落在蓋爾隕石坑（Gale Crater），這個(gè)隕石坑是一個(gè)干涸的湖床，距離耶澤羅約3700公里。（“天問(wèn)一號(hào)”計(jì)劃最早在5月讓一臺(tái)火星車(chē)降落，而“希望號(hào)”沒(méi)有降落計(jì)劃。）迄今為止，只有8臺(tái)探測(cè)器成功降落在火星表面并開(kāi)展工作（見(jiàn)“著陸”）。

　　著陸

　　截至目前，成功在火星著陸并運(yùn)行的探測(cè)器只有8臺(tái)，第一臺(tái)是1976年的“海盜號(hào)”（Viking）雙子著陸器 �！耙懔μ�(hào)”將在當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月18日前往一個(gè)尚且“無(wú)人問(wèn)津”的區(qū)域。

　　“毅力號(hào)”讓科學(xué)家們激動(dòng)不已，因?yàn)樗�可以回答關(guān)于火星過(guò)去的種種問(wèn)題，這些問(wèn)題到目前都純屬猜測(cè)。耶澤羅的遠(yuǎn)古裂縫地層將是人類(lèi)在火星上探索過(guò)的最古老地形�！盎鹦巧系倪@個(gè)區(qū)域是非常古老的，”加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的行星地質(zhì)學(xué)家、“毅力號(hào)”科學(xué)組成員Vivian Sun說(shuō)，“這里之所以很重要，是因?yàn)榛鹦亲罟爬系臅r(shí)期也是我們認(rèn)為生命最可能存在的時(shí)期�！�

　　古老地貌

　　“毅力號(hào)”將在耶澤羅隕石坑內(nèi)一個(gè)7.7×6.6千米的橢圓形區(qū)域著陸——不是在其計(jì)劃探索的古代河流三角洲旁邊，就是在三角洲的頂部。

　　在約41億年到37億年前，火山噴出的氣體進(jìn)入了火星大氣，變厚的大氣捕獲了熱量，形成云層和降雨。水辟蹊徑，形成了河谷和湖泊——科學(xué)家如今仍能從火星表面看到這些遺跡。但是，火星后來(lái)開(kāi)始變冷變干，宜居性大大下降。

　　火星環(huán)繞器拍下的照片顯示，該時(shí)期形成的一條河流曾穿過(guò)耶澤羅隕石坑的西部邊緣。這條河流應(yīng)該將一些沉積物的微小顆粒從很遠(yuǎn)的上游帶了下來(lái)。當(dāng)河水流入隕石坑時(shí)，沉積物留在了河里，形成了一個(gè)延伸到東邊的三角洲。這個(gè)三角洲和湖泊的內(nèi)部以及周?chē)鷹l件應(yīng)該足以支持微生物的生存。后來(lái)，這條河流慢慢干涸，剩下的地層也變成了現(xiàn)在的巖石。

　　三角洲勘探

　　“毅力號(hào)”探索的就是耶澤羅的這個(gè)古代三角洲。它的一個(gè)目標(biāo)是尋找三角洲巖石里的有機(jī)物，這或許能用來(lái)判斷這里是否有過(guò)微生物或其他生命形式。地球上的密西西比河三角洲就有大量有機(jī)物，這些有機(jī)物是上游的植物等物質(zhì)腐爛后的殘余。如果耶澤羅三角洲也保存了這類(lèi)有機(jī)物，“毅力號(hào)”就能通過(guò)在地層上勘察和鉆取，發(fā)現(xiàn)有機(jī)物的跡象，田納西大學(xué)地質(zhì)學(xué)家、“毅力號(hào)”科學(xué)組成員Linda Kah說(shuō)。

　　潮濕的過(guò)去

　　億萬(wàn)年前，一條河流從西面流入耶澤羅，形成了一個(gè)注滿(mǎn)隕石坑的大湖。沉積物從河水中析出，形成了一個(gè)扇形的三角洲。

　　尋找火星過(guò)去生命跡象的另一個(gè)地方是這個(gè)古代湖泊的沿岸——“毅力號(hào)”也將勘探這個(gè)三角洲沿岸以及與隕石坑邊緣平行的一排巖石。此前環(huán)繞器的觀測(cè)顯示，這些巖石可能是由碳酸鹽礦物組成的，碳酸鹽礦物在火星上很少見(jiàn)，但在地球上很常見(jiàn)。碳酸鹽（包括石灰?guī)r）經(jīng)常與珊瑚礁等生物有關(guān)，還與保存了過(guò)去的有機(jī)物（如微生物）的化石有關(guān)。“碳酸鹽讓我們這些地球生物學(xué)家喜不自勝�！盞ah說(shuō)。

　　前進(jìn)之路

　　一旦著陸成功，“毅力號(hào)”的最大挑戰(zhàn)是如何快速高效地偵察所有目標(biāo)區(qū)域，并采集樣本。NASA只給了“毅力號(hào)”一個(gè)火星年（將近兩個(gè)地球年）的時(shí)間來(lái)完成這一初步任務(wù)。

　　為此，團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家已經(jīng)擬定了“毅力號(hào)”著陸后的可能行進(jìn)路線(xiàn)�！昂芏嗲闆r都將取決于我們?cè)谶@個(gè)8千米寬的目標(biāo)區(qū)域的降落位置�！盞ah說(shuō)。

　　“毅力號(hào)”的旅程

　　“毅力號(hào)”的一個(gè)可能路線(xiàn)是降落在隕石坑底，再穿過(guò)這個(gè)古代河流三角洲，沿路采集不同地點(diǎn)的巖石，之后駛離耶澤羅，把采集的巖石樣本丟在某處，等待未來(lái)的火星任務(wù)把它們帶回地球。

　　“毅力號(hào)”的一個(gè)可能著陸點(diǎn)是隕石坑底，正好在三角洲峭壁的前面。科學(xué)家尚不清楚隕石坑底的組成成分，但那里的巖石似乎顏色較深，較光滑，可能是一次火山泥石流。如果是這樣，采集樣本就成了任務(wù)組科學(xué)家心中的首要目標(biāo)：當(dāng)樣本最終返回地球時(shí)，他們就能通過(guò)分析確定形成這些巖石的火山噴發(fā)的日期，這有助于理解耶澤羅各類(lèi)地質(zhì)事件的發(fā)生時(shí)間。

　　火星車(chē)還可以從隕石坑底往上爬，爬到三角洲上去，在那里采集富含粘土的樣本和其他巖石。在這之后，火星車(chē)還能開(kāi)到可能富含碳酸鹽的巖石上進(jìn)行鉆取，再開(kāi)到耶澤羅的邊緣巡視一番。

　　如果火星車(chē)按照這個(gè)路線(xiàn)走，它將行進(jìn)超過(guò)15公里，至少能采集15到20管不同類(lèi)型的巖石樣本。

　　在這個(gè)視頻中，科學(xué)家Ken Farley帶領(lǐng)觀眾俯瞰了“毅力號(hào)”將探索的地形。來(lái)源：NASA/JPL-Caltech

　　巖石采集器

　　為了獲得巖石和土壤樣本，“毅力號(hào)”將借助機(jī)械臂上的一個(gè)鉆頭（見(jiàn)“探索工具”）。它將重復(fù)采集最重要的樣本，一式兩份。當(dāng)“毅力號(hào)”抵達(dá)耶澤羅隕石坑的邊緣時(shí)，它會(huì)將其中一份樣本留在地上，把另一份塞進(jìn)自己的腹部。這么做是為了確保這些首批樣本能被未來(lái)的火星任務(wù)輕松帶回地球。

　　如果火星車(chē)在第一個(gè)火星年后狀態(tài)良好，它將從隕石坑邊緣前往周?chē)�的尼羅高原（Nili Planum）。這部分任務(wù)旨在探索迄今探測(cè)過(guò)的最古老地形，包括一些超大塊巖石，這些巖石是近40億年前另一顆巨大小行星撞擊時(shí)從火星深處炸出來(lái)的。這些巖石可能不僅來(lái)自火星殼，還可能來(lái)自更深的火星幔——這一部位還沒(méi)有被科學(xué)家直接探測(cè)過(guò)�！八鼈冹o靜地待在那里，可能已有30多億年了，等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)它們�！盚organ說(shuō)。

　　探索工具

　　汽車(chē)大小的“毅力號(hào)”上還搭載了許多探測(cè)儀器，用來(lái)采集巖石樣本的鉆頭位于機(jī)械臂的末端。

　　根據(jù)之前的觀測(cè)結(jié)果，尼羅高原上還有古代水熱系統(tǒng)的遺跡，這里的熱水曾滲透到火星殼。地球上，像是懷俄明州黃石國(guó)家公園等，這些水熱區(qū)域充滿(mǎn)了各種微生物生態(tài)系統(tǒng)——火星上或許也有過(guò)這番景象。因此，尼羅高原可能有著與耶澤羅隕石坑完全不同的宜居環(huán)境。

　　如果這些“擴(kuò)展任務(wù)”都進(jìn)展順利，“毅力號(hào)”將把帶著的所有采樣管都裝滿(mǎn)。除了在耶澤羅隕石坑邊緣留一份樣本外，其他樣本管將被留在尼羅高原的某處，等待被取回。

　　該視頻模擬了“毅力號(hào)”的直升機(jī)將在火星上完成的任務(wù)：提前偵察和拍攝地形，幫助“毅力號(hào)”導(dǎo)航。（該視頻包含機(jī)械和直升機(jī)葉片在原本靜默無(wú)聲的火星上發(fā)出的聲音。）來(lái)源：NASA/JPL-Caltech

　　“毅力號(hào)”還將在火星上執(zhí)行其他任務(wù)，包括試飛第一架在其他星球起飛的直升機(jī)——這是為了偵察火星地表的哪條路最安全。此外，“毅力號(hào)”還將用不同方式提取火星大氣中的氧氣，為未來(lái)的人類(lèi)探索開(kāi)發(fā)資源。不過(guò)，它的首要任務(wù)還是采集那些樣本，以便有一天能被帶回地球。

　　歐洲航天局和NASA 正在規(guī)劃將這些樣本返回地球的兩項(xiàng)任務(wù)。這些任務(wù)最早將在2026年啟動(dòng)，屆時(shí)會(huì)向耶澤羅隕石坑或尼羅高原發(fā)送一個(gè)火星車(chē)去取回“毅力號(hào)”留下的樣本管，再發(fā)送一個(gè)環(huán)繞火星的軌道探測(cè)器�；鹦擒�(chē)會(huì)把樣本管放在火箭上，將它們送入火星軌道，等待軌道探測(cè)器的接應(yīng)，并于最早2031年把樣本送回地球。

　　“毅力號(hào)”是這一長(zhǎng)串任務(wù)的第一步——也是科學(xué)家?guī)资�年�?lái)翹首以盼的一步�！啊�毅力號(hào)’將首次有望回答其他火星車(chē)無(wú)法回答的重大問(wèn)題：火星上有過(guò)生命嗎？我們能否找到象征生命存在過(guò)的證據(jù)？”Sun說(shuō)�！拔页�級(jí)激動(dòng)。”

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