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开创性的使命欧洲方案带回火星样品比美国载人登月还要难

2020-01-14

这将是迄今为止在这颗赤色星球上进行的最艰巨、最凌乱、最具潜在科学价值的任务之一。在欧洲航天局最近的一次会议上,各国部长与美国航天局共同努力,充分致力于从火星表面收集样本并将其送回地球的计划。估量明年初,美国宇航局将正式赞同这项任务的预算。

从2020年7月初步这一没有命名的任务将通过一系列发射来结束,“火星2020”漫游者已经在准备中。这是一个核动力机器人探测器,将于2021年2月在杰罗陨石坑进行精确着陆。

从1969年到1972年的三年间,六次阿波罗任务成功带回了380公斤的月球样品。可是,由于触及的距离太远,从火星表面取回任何样本都要困难得多。

因此,该项目由三个独立的航天器组成。任务的第一部分是安置火星2020探测器。即便如此,要在火星上下降任何东西都是出了名的困难。除了进行一些自己的科学查询外,探测器还将收集多达38个火星土壤样本,并将这些样本储存在密封的容器中。这些样品至少需求保存到2026年。

任务的第二部分是把样本带回轨道。此时,美国宇航局将再次发起火星样品回收着陆器任务,该局将在火星2020探测器着陆点附近安置一个着陆器和一个欧洲制造的“取回漫游者”,这又是一次扎手的着陆。

“取回漫游者”将与火星2020探测器在火星表面相遇,收集样本,并将它们送回着陆器。一旦登上着陆器,样本将被转移到火星上升运载火箭的一个太空舱中。这是一种质量尽或许低的火箭,仍然可以从火星表面抵达火星轨道。一旦进入轨道,这个太空舱将不受控制地漂浮。

任务的第三部分将是欧洲航天局发射的地球回来器。它将进入火星轨道,然后与样品舱会吞并对接,收集轨道上的样品舱,并将其放入一个具有保护作用的热辐射防护罩中。然后它将再次发起引擎,回来地球。在抵达地球后,样品舱将被开释到大气中,在没有下降伞帮忙的情况下,在2031年的某个时分,在犹他州的沙漠中急迫着陆。

这一极点凌乱的活动将触及许多突破性的榜初度,包括初度从另一颗行星发射火箭、初度从火星回来样品、初度在绕另一颗行星的轨道上交会对接,以及两个不同的航天器在另一颗行星表面的初度交会。

杰罗陨石坑

该项目的目的是从火星表面最具地质意义的区域之一:杰罗陨石坑中提取样本。

杰罗陨石坑是一个直径45公里的碰击坑,位于伊西德斯平原的西侧边沿。火星2020着陆点是西部流入通道开口处的扇形沉积物,据信这一特征是由广泛陨石坑表面的河流三角洲构成的。这个区域富含蒙脱石,这是一种粘土,一般构成于湖底,长期以来被以为在地球生命来历中起着及其重要的作用。

蒙脱石粘土也非常善于保存化石和其他有机物质。微生物在火星上是或许的,由于观测标明它有一个季节性的甲烷和氧气循环。

甲烷是微生物生命的一个要害方针,因此这一循环标明,要么火星土壤下有生命,要么甲烷被储存在包合物中,并在火星夏天加热时开释。假设杰罗陨石坑早年有过微生物生命,那么有很大的或许性土壤中存在着化石,等候发现。

地上分析

我们已掌握了一些从机器人航天器上获得的火星表面环境的知识,但这种分析遭到束缚。通过把一个样本带回地球,我们我们可以进行更精确的测量,要害的是,这些测量是可重复的。跟着新技术的展开,地球实验室是未来的证明,样品可以以更高的精度从头分析。

事实上,在阿波罗任务中获得的月球样本在收集50年后的今天仍在发作效果。

安装在机器人航天器上的微型仪器,如显微镜和光谱仪,是有才干的,但它们的灵敏度与地球上的相等仪器根本不匹配,这首要是由于航天器的质量、规范和功率要求的束缚。

在地球上,将有或许以满意精细的规范对火星样品进行成像,然后看到原子结构,并检测出浓度远低于在这颗赤色星球上或许会出现的成分。带到地球上的火星样品也可以精确地承认年代,这有或许让科学家们答复水在杰罗存在多久的问题。通过这些技术,土壤中的任何微生物化石都可以被看到。

此外,更好地了解火星土壤的材料特性,将使工程师了解其作为未来修建材料的潜力。这些知识或许对未来人类探求火星的计划至关重要。

这个项目的凌乱性让我们我们都知道把人送到火星再把他们带回来有多困难。假设我们成功地结束了这次样本回来任务,我们就离向这颗赤色星球发射载人任务又近了一步,回来的样本为我们供应了最幽默的地址,我们我们可以亲自前往。

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