2003年,NASA發(fā)射了另一組獲得驚人成功的火星航天器——火星探索巡視器雙生子計劃(the twin Mars Exploration Rovers)。自從2004年1月登陸之后,勇氣號(Spirit)和機遇號(Opportunity)兩個(gè)火星車(chē)創(chuàng )造了許多傳奇。它們搭載了巖石研磨器(昵稱(chēng)“老鼠”),這讓科學(xué)家們得以見(jiàn)到火星暴露在外的堅硬表面下隱藏著(zhù)什么。
勇氣號在機遇號登陸前三周降落在火星的古謝夫環(huán)形山(Gusev crater)中的寬廣平原上。勇氣號發(fā)現古謝夫環(huán)形山的地質(zhì)起源主要是由火山活動(dòng)造成,然而它最終也確發(fā)現了過(guò)去存在液態(tài)水的證據。

[和被天爪很帥氣地緩緩降到火星地面的“好奇號”不同,勇氣號和機遇號是被裹在氣囊里丟下去,翻滾著(zhù)登陸的…]
在火星的另一側,機遇號完成了一次“一桿進(jìn)洞”的精準著(zhù)陸,它躍過(guò)平坦的子午線(xiàn)平原(Meridiani Plains),而直接進(jìn)入了小小的鷹環(huán)形山(Eagle crater)。機遇號傳回的首張圖像是該環(huán)形山的壁,是數億年前一顆隕石在火星表面砸出來(lái)的地層橫截面。這樣的橫截面讓火星車(chē)能夠一眼看穿很久遠的地質(zhì)歷史。鷹坑的一些巖石呈奇異的圓球形,被科學(xué)家昵稱(chēng)為“藍莓”。機遇號發(fā)現它們是赤鐵礦石小球,地質(zhì)學(xué)家認為赤鐵礦很可能是在很久之前在富含水的土壤中形成的。
兩架火星車(chē)都曾經(jīng)在松軟的沙土中度過(guò)旅途的艱險時(shí)刻。為了避免陷得更深,科學(xué)家有時(shí)不得不在幾周的時(shí)間里命令火星車(chē)僅僅前進(jìn)幾厘米。但有時(shí)充滿(mǎn)危險的軟土也會(huì )給出驚喜。勇氣號在經(jīng)過(guò)這樣一片區域時(shí),輪子壓過(guò)的地方翻出了鹽——正是地球上溫泉與火山巖相互作用所形成的同一種鹽。
兩架火星車(chē)也會(huì )遭遇塵暴和小型龍卷風(fēng),它們在火星表面逡巡肆虐。所幸這些塵暴并不足以將火星車(chē)拋向空中,而恰能拂去太陽(yáng)能電池板上的積塵,讓火星車(chē)得以持續運行,正因為如此,它們才得以在遠長(cháng)于最初設計的三個(gè)月任務(wù)期的時(shí)間里持續運行。
機遇號繼續在火星表面刷新距離記錄,有了很多意料之外的發(fā)現。例如它發(fā)現了靜臥在廣闊的子午線(xiàn)平原上的隕石;它看到了纖狀的火星云層,讓科學(xué)家們能夠得知從地面上看火星的天氣是什么樣的。它甚至敢于沿著(zhù)奮進(jìn)隕石坑(Endeavor crater)的峭壁向下探索——這是一段危險的旅途,很多人認為沒(méi)有回頭路可走。但是在隕石坑內,有一面由裸露地層截面組成的巨墻,據信可以提供很多關(guān)于火星古代氣候史的線(xiàn)索。任務(wù)團隊認為值得冒這個(gè)風(fēng)險。幸運的是,最終機遇號安全的爬出了奮進(jìn)隕石坑,現在在火星表面繼續前行。
現在,勇氣號已經(jīng)沉寂了一段時(shí)間,我們只能寄希望于機遇號繼續扛起使命。
2005年8月12日,NASA發(fā)射的火星偵查軌道器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)加入了火星軌道器的網(wǎng)絡(luò ),MRO裝備了強大的儀器,包括一臺探地雷達,能看到火星地表以下的情形。MRO的目標包括確定液態(tài)水是否曾經(jīng)在火星表面長(cháng)時(shí)間存在——其他的任務(wù)已經(jīng)收集到了流淌的液態(tài)水的證據,但是這樣的液態(tài)水是否存在了足夠長(cháng)時(shí)間以令生命有機會(huì )得以演化呢?MRO還可以提供火星地表的遙感圖,幫助科學(xué)家為勇氣號和機遇號選擇合適的前進(jìn)路線(xiàn)。這些圖也用于為未來(lái)任務(wù)選擇合適的登陸地點(diǎn)。
從沒(méi)有像此時(shí)這樣多的探測器同時(shí)在火星工作,在軌道上和在地面上都有。這個(gè)探測器的網(wǎng)絡(luò )正讓天體生物學(xué)家越來(lái)越接近解開(kāi)火星的謎團。
2006年12月,NASA收到了來(lái)自火星環(huán)球勘探者號(MGS)的最后一個(gè)信號——在這艘航天器艱苦工作了整整十年之后?;鹦黔h(huán)球勘探者號研發(fā)和發(fā)射階段的項目經(jīng)理格蘭?卡寧漢姆(Glenn Cunningham)說(shuō):“回望十年前的發(fā)射,我們還在擔心它能不能干滿(mǎn)預定任務(wù)期。我們完全沒(méi)想到它居然有長(cháng)達十年的運行壽命?!眹姎鈩?dòng)力實(shí)驗室的火星環(huán)球勘探者號項目經(jīng)理湯姆?索普(Tom Thorpe)則說(shuō):“這真是一個(gè)杰出的機器,做到了其設計者從沒(méi)預料到的事情——僅有的失效元件包括一個(gè)壞掉的太陽(yáng)能電池板,一個(gè)失效的陀螺儀和一個(gè)用廢了的反應輪。其建造者和操作人員可以為其偉大的科學(xué)發(fā)現及其對后續任務(wù)的關(guān)鍵支持感到無(wú)比驕傲了?!?/p>
在火星環(huán)球勘探者號壽終正寢之后,NASA開(kāi)始準備下一個(gè)登陸火星表面的旅程。該任務(wù)將基于此前失敗的火星極地登陸者號任務(wù)。
在2007年8月4日,鳳凰號火星登陸器(the Phoenix Mars Lander)發(fā)射升空。歐洲空間局的火星快車(chē)在它落向火星表面的艱險旅程中協(xié)助它進(jìn)行了定位。5月25日,鳳凰號成功著(zhù)陸。2008年,鳳凰號稱(chēng)為有史以來(lái)第一個(gè)探索火星北極地區的著(zhù)陸器。該著(zhù)陸器被設計用來(lái)搜尋過(guò)去和現今的水和其他生命所必需的化學(xué)元素的證據。該任務(wù)收集的數據將幫助回答一些重要問(wèn)題,諸如“火星極地能否支持生命?”和“鳳凰號登陸點(diǎn)處的水歷史是怎樣的?”
[鳳凰號火星登陸器]
鳳凰號降落時(shí)反沖火箭氣流吹走了松軟的土層,土層下一些光滑明亮的物質(zhì)露了出來(lái),這被認為可能是冰。鳳凰號開(kāi)始用其機械臂挖掘時(shí),它成為第一個(gè)接觸到地表下水冰冰層的火星探測器。在鏟子下,一些明亮的物質(zhì)團塊露了出來(lái),并在4天后消失。這說(shuō)明他們是水冰。如果是干冰的話(huà),應該更快速地揮發(fā)才對。
鳳凰號還用其機械臂鏟了一些土送入儀器。在一份樣品的最初加熱周期中,鳳凰號攜帶的熱蒸發(fā)分析儀(TEGA)探測到了水蒸氣。鳳凰號還發(fā)現了碳酸鈣,說(shuō)明此處偶爾會(huì )有融水存在。
當鳳凰號探測器的一條支架被攝入影像時(shí),科學(xué)家發(fā)現似乎上面有隨時(shí)間增長(cháng)的水珠——液態(tài)水的水珠!這完全出乎意料。如果鳳凰號發(fā)現了液態(tài)水,它將推翻長(cháng)期存在的理論——原有理論認為在火星稀薄的大氣層和極寒的溫度下,不會(huì )有液態(tài)水存在于地表。有些科學(xué)家認為鳳凰號探測器支架的溫度和鹽的存在導致了空氣中的水蒸氣凝結了,但這個(gè)問(wèn)題尚未有確定答案。高氯酸鹽與水可以有許多有趣的聯(lián)系。例如,對冰上覆蓋的土層,高氯酸鹽可以吸濕從而可以提供生命的庇護所。
鳳凰號與地球的通訊在2008年11月隨著(zhù)火星冬季的來(lái)臨而中斷了。次年春天通訊未能恢復。其他軌道探測器拍到的圖片顯示鳳凰號被冰霜覆蓋。鳳凰號完成了它的使命,勇氣號火星車(chē)也同樣在2009年春天沉于寂靜。此刻,勇氣號的孿生兄弟機遇號是火星表面唯一活躍的火星車(chē)。
機遇號不會(huì )寂寞太久。2012年,NASA將會(huì )重返火星表面,這回登陸火星的將會(huì )是一個(gè)大號的火星車(chē),它就是為天體生物學(xué)特別打造的火星科學(xué)實(shí)驗室(MSL)——第一個(gè)送往火星的移動(dòng)分析實(shí)驗室。該項目現已通稱(chēng)為好奇號(Curiosity)。

[火星車(chē)們所在地,圖片來(lái)自HTW]
好奇號比它的前輩們——探路者號、勇氣和機遇號——都大了不少。它所攜帶的設備是有史以來(lái)發(fā)往火星的探測器中最大的和最先進(jìn)的科學(xué)設備,包括:
【譯者注:好奇號已經(jīng)于北京時(shí)間2012年8月6日13時(shí)32分左右成功著(zhù)陸在火星加勒隕石坑(Gale Crater)。(寫(xiě)這句的時(shí)候這幫人正在鬼哭狼嚎…………)】
好奇號之后,NASA的下一個(gè)火星任務(wù)將會(huì )是MAVEN軌道器,計劃2013年發(fā)射。MAVEN的全稱(chēng)是The Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN,將會(huì )是第一個(gè)著(zhù)力于研究火星高層大氣的軌道器。MAVEN將會(huì )幫助科學(xué)家理解太陽(yáng)風(fēng)與火星大氣層的相互作用,以及火星大氣的損失是如何隨時(shí)間影響火星的氣候的。理解火星是如何損失其大氣,也將幫助確定該行星是怎樣失去水的——這將成為搜尋其曾存生命跡象的必要線(xiàn)索。
歐空局也將為新的火星任務(wù)測試新技術(shù),諸如新的鉆孔技術(shù)。并且采集樣品的工具也正在地球上的測試地點(diǎn)準備著(zhù),這些測試地包括極地島嶼和加州遙遠的莫諾湖(Mono Lake)。歐空局的ExoMars項目目前包括一個(gè)軌道器,一個(gè)降落和著(zhù)陸監視器和兩個(gè)火星車(chē)。第一個(gè)ExoMars火星車(chē)是由歐空局研發(fā)的,第二個(gè)叫做Max-C,是由NASA研發(fā)的。ExoMars將會(huì )為更加復雜的任務(wù)設立標桿,科學(xué)家們希望最終實(shí)現火星樣本的返回。
如今,火星仍然是天體生物學(xué)最重要的目標之一,火星探索幾經(jīng)沉浮,但也取得了輝煌的成就。
NASA火星探索項目的首席科學(xué)家邁克爾?馬約(Michael Meyer),說(shuō):“考慮到勇氣號和機遇號火星車(chē)超越其設計年限的超長(cháng)服役期,要設想好奇號將會(huì )服役多久是傷腦筋的事情。它甚至將會(huì )服役到在火星上迎接我們的宇航員到達的那一天?!?/p>
以其精良復雜的儀器,好奇號將會(huì )成為海盜號之后第一個(gè)天體生物學(xué)任務(wù),并且將會(huì )描繪火星現今和遠古環(huán)境的本質(zhì)。我們現在相信,火星曾經(jīng)有過(guò)適宜生存的環(huán)境,其中一部分可能至今仍然存在。我們的下一個(gè)目標是確定火星上到底是否曾經(jīng)有過(guò)生命。好奇號是一個(gè)極其強大的火星車(chē),其返回的數據將會(huì )塑造未來(lái)火星探索的形態(tài)。隨著(zhù)好奇號和其他未來(lái)任務(wù)諸如MAVEN、ExoMars等的開(kāi)展,2011年和接下來(lái)的幾年將會(huì )真正成為地外生命和天體生物學(xué)的激昂年代。
(完)
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