澳大利亚 – 火星探索: 中国、美国、阿联酋要在红色星球上寻找什么 – BBC News 中文

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经过几个月星际旅行,中、美和阿联酋火星探索器预计近日抵达目的地。它们各自担负什么使命,要完成什么任务?

A picture of the planet Mars

地球上农历春节期间,遥远的火星也将一反寻常地热闹起来 — 来自三个国家的火星探索器即将先后抵达。它们为一个共同的大目标而来:研究火星地质环境和大气层,寻找古老的微生物生命迹象,但三者各有使命,需要完成不同的任务。

阿联酋火星探测器“希望号”(Hope)2月9日首先到达目的地,恰逢50周年国庆;“天问-1” 两天后(2月11日)抵达目标轨道,正值农历新年除夕;美国“毅力号”(Perseverance)计划18日着陆。

2020年被称为“火星年”,因为地球和火星距离最近,发射火星探测器需要的燃料最少。这个发射窗口每26个月出现一次。

困难和挑战仍旧存在,包括闻者心惊的“恐怖七分钟”,即探索器穿越火星大气层抵达陆地的过程。

迄今为止,所有火星探测任务中有一半都以失败告终。

那么,这一轮尝试有什么不同?准备探索什么?

Presentational grey line

– “希望号”

Undated handout photo issued by Mohammed Bin Rashid Space Centre (MBRSC) of an artist's impression of the Hope Probe, the United Arab Emirates' first Mars mission, using the Hope probe

阿联酋历史上首次火星探测行动,“希望号”火星探测器2020年7月在日本发射。

主要任务包括探测、研究火星大气层;这个课题以前从未被纳入任何火星探索计划。

具体而言,科学家们希望通过这次探索进一步了解火星空气和水分流失的原因和过程。

“希望号”也是这一轮火星探索行动中唯一不在火星着陆的探测器。它的任务是绕火星轨道运行至少一个火星年,相当于地球上687天。

它收集的数据预计2021年9月开始陆续传回地球。

但在那之前,“希望号”必须先进入环绕火星运行的轨道,这个过程风险很大,难度很高,但至关重要。

预计这个过程将会持续到4月份。

阿联酋火星探测图示

BBC科技事务记者乔纳森·阿莫斯(Jonathan Amos)称“希望号”的意义超出了科学探索。

他说:“这被视为一种激励和鼓舞的象征,能够吸引国内和整个阿拉伯世界更多中学生和大学生选修科学。”

此前,只有美国、印度、前苏联和欧洲宇航局(ESA)火星探测器成功抵达目的地。

“希望号”的抵达火星时,恰逢阿联酋建国50周年。举国上下已经张灯结彩,准备庆祝这个“国庆献礼”时刻。

Presentational grey line

中国“天问-1号”

Tianwen Mars rover

“天问-1号”承担了中国首次火星探测任务,计划三个月之后在火星着陆。从抵达目标轨道到登陆这段时间内,主要任务是考察评估火星大气层状况,为降落做准备。

降落过程估计很危险。登陆火星前,需要把探测器的速度从切入时的每小时2万公里减慢到类似于步行的速度,然后着陆的“起落架”放下。

中国计划让这艘重240公斤的探索器于今年5月份在一片平原着陆,着陆点位于乌托邦冲击盆地内。

火星探测器配备了折叠式太阳能光板,主要任务是研究这片区域的地表和地下浅层的地质状况。

安装在桅杆上的摄像机负责拍照录像,辅助导航,另外五套仪器用于测评着陆区域岩石的矿物成分和机构,同时探查是否存在水-冰。

Model of Tianwen-1

中国科学家们希望火星探测器能工作至少90天。

到目前为止,只有美国做到了在火星表面长时间持续运作,前苏联和欧洲的火星探测器着陆后不久便失败,无法继续探测任务。

“天问-1号”已经传回第一幅火星图像:一张黑白照片,显示了火星表面一条巨大的峡谷 — 水手谷和沙帕雷利陨石坑等地质特征。

这张图片是从距离火星表面220万公里高空拍摄的。

天问-1号传回的第一张火星俯瞰图,摄于2021年2月5日

天问-1号传回的第一张火星俯瞰图,摄于2021年2月5日

“天问-1号”之前,中国曾经在2011年与俄国合作火星探测,但发射失败。不过,在那之后中国两次成功登月,尤其是2020年在月球背面软着陆成功,成为第一个完成此举的国家。

Presentational grey line

美国“毅力号”

An undated handout picture made available by the National Aeronautics and Space Administration (NASA)'s Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Southern California, USA shows an illustration of NASA"s Perseverance rover landing safely on Mars (issued 08 February 2021).

美国国家航空航天局(NASA)的“毅力号”担负着寻找火星古老生命(微生物)迹象的任务。

它将收集岩石标本,希望从中发现无可股价的线索,解答火星上到底是否曾经有生命存在的问题。

这是迄今为止送到另外一个星球着陆的最大、最先进的探测器,预计于2月18日格林尼治时间2100点前进入火星赤道附近的耶泽罗陨石坑(Jezero crater)着陆。

负责“毅力号”进入、降落和着陆(EDL)过程的NASA工程师Allen Chen说:“科学家们在我们的着陆点,耶泽罗陨石坑,看到的是令人鼓舞的科研前景:一条进出山口的古河道,认为这正是寻找古代生命迹象的场所。但是我注视耶泽罗陨石坑时,看到的是危险。”

他对BBC解释说,那里遍地都是危险:“一道60-80米高的悬崖正好横在着陆点中间;悬崖西侧是很多陨石坑,即便漫游器在其中一个坑里着陆成功,也很难出来;向东看,是一大片岩石,如果把漫游器在那里放下,它会很不高兴。”

Perseverance rover

幸运的是,“毅力号”在技术上有不少经过实践验证的成功经验,可以确保它在一处安全的地点着陆。

这艘火星漫游器的体积跟一辆小型四驱越野车差不多,重一吨,每天可以自动行驶200米距离,配备了19台相机,两个麦克风,可以用来捕捉录制火星上的声音。

“毅力号”带到火星的还有一架1.8公斤重的无人飞机,准备在火星上试飞,那将是无人机在另一个星球环境下首次飞行。

尽管看上去不乏鼓舞人心之处,“毅力号”此行收获如何,只有等到它在火星上收集的样本运回地球之后才能全面评估。

那将是两年后,它的火星探测任务结束以后。

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