美国宇航局在火星上的机遇号探测器已被正式宣布死亡。其惊人的成功任务持续了近15年,远远超出了最初的三个月目标。机遇提供了第一个证据,证明水曾经存在于火星上并塑造其表面,这是了解当前和未来任务的关键知识。
机遇于2004年1月25日降落在红色星球上,最后一次是在2018年6月10日,当时一场巨大的沙尘暴严重降低了那里的光照水平。这阻止了漫游车使用其太阳能电池板为其电池充电。由于任务时间长于预期,太阳能电池板已经开始退化,低光照水平和灰尘积聚可能导致其最终消亡。
火星车在火星表面行驶了超过45公里,尽管设计行驶仅1公里 - 一个行星际记录。它的寿命是其预期寿命的近60倍,对于太空探索而言是一项令人难以置信的成就。因此,该任务正在帮助科学家设计新的火星探测任务,包括NASA的Mars 2020火星车和我工作的ExoMars 2020火星车,最近在DNA先驱之后命名为“Rosalind Franklin”。
令人惊叹的科学
来自火星探测车的精神和机遇的科学只是开创性的。对于机遇而言,它开始于一个22米宽的陨石坑,一个名为“鹰”的陨石坑,在一个原本平坦的平原上 - 一个太空探索“一洞”。着陆后,它立即发现了一个分层的岩石露头,类似于地球上的沉积岩,但从未在火星上看到过。而且由于它是移动的,它实际上可以在离开着陆平台后直接检查岩石成分。
通过用放射源照射岩石,火星车发现了预期的铁(有效生锈),使火星表面呈红褐色,还有其他金属,如镍和锌。但它也发现了更多的挥发性元素,如溴,氯和硫,这表明这些岩石可能与古代水有反应。最令人兴奋的是,它检测到了矿物质“黄钾铁矾石”,这种矿物质通常出现在地球上采矿点的酸性水流出中。这直接证明了酸性水在38亿至4亿年前参与了火星岩石的形成。
然后,火星车从Eagle火山口移出到平坦的周围平原上。在最初几周,它发现了“蓝莓” - 毫米大小的矿物赤铁矿球。虽然这可能是由于火山活动或流星撞击而形成的,但分析显示它很可能是在水中形成的。
后来有机会参观了壮观的维多利亚火山口,火山口直径750米,深约70米,火山口地面上有沙丘。值得注意的是,火星车及其轨道是由美国宇航局火星勘测轨道器在火山口边缘附近的轨道成像的。这里也有更多的赤铁矿,表明这可能是在水中形成的,然后在通过撞击形成火山口时被带到地面。
它的下一个目的地是Endeavour火山口,直径22公里,深300米。在这里它也发现了一个重大发现 - 在火山口边缘附近有粘土,这需要新鲜,丰富和非酸性的水来形成。这是38至4亿年前火星实际上可居住的第一个迹象,含有饮用水和酸性水。
这些主要的科学成果是我们今天对火星进行科学探索的关键。美国国家航空航天局的好奇心任务正在进一步探讨可居住性的问题,该任务已经发现了早期火星上一个巨大的古老湖泊的证据,该湖泊通过钻入残留的泥岩中而含有有机物质。
深层发掘
由于机遇,即将到来的任务将仔细观察古老的水流。美国宇航局的火星2020号火星车将从Jezero火山口采集样本,该火山口是轨道探测器探测到古老河流三角洲的标志。这些样本可能会由未来的国际任务返回地球。如果我们还没有在地球上的实验室进行分析,最终可能会回答火星上是否存在生命的问题。
同时,我们的罗莎琳德富兰克林火星车是欧洲航天局与俄罗斯的合作,将于2020年发射。它将于2021年3月降落在高原平原Oxia Planum。在这里,也有长期暴露于古水,粘土和河流流出通道的迹象。
罗瑟琳德的火星车将通过检查火星上一个关键的,未开发的维度 - 深度来探索“机遇与好奇”所留下的地方。我们将首次向火星表面下方两米处钻探,远远超过好奇号的五厘米。这足以让我们远远低于火星的恶劣表面环境 - 寒冷的气温,稀薄的二氧化碳气氛和高水平的有害辐射 - 看看有没有生活在那里。
我们将决定使用多种仪器进行钻孔,包括我领导的PanCam仪器。将样品蒸发并放入抽屉中,用三种仪器进行分析,这些仪器将寻找生命标记 - 例如复杂的碳酸盐。
Opportunity成功的一个关键方面是其科学和工程团队之间的团队合作。这肯定会在即将到来的漫游者身上实施。 Mars 2020团队的许多成员和ExoMars团队的一些成员都拥有来自Opportunity的直接经验,这将是非常宝贵的,因为我们学习如何在地球上操作我们的漫游者。
“机遇号”的另一个有趣遗产是,除了在特殊的全球风暴期间,我们不必过多担心火星尘埃。机会表明,在剩下的时间里,积聚的灰尘在风中自然吹走 - 这得益于流动站在地面上的运动引起的振动。令人惊讶的是,机遇持续了这么久,它肯定为我们开辟了一条道路。
罗莎琳德富兰克林最有可能完成任何目前计划的检测生物标志物的任务,甚至可能是火星过去或现在生活的证据。但我们正在建立巨人的肩膀,如机遇号。