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火星采样天文价格 美欧拟耗资70亿美元赴火星采样约600克专家却说值

济南时报 2019-11-25 14:02 大字

据美国《科学》杂志网站11月22日报道,由美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)共同设计的“火星采样返回”(MSR)任务现已敲定:耗资70亿美元,分四步走,从火星上采集约600克样本送回地球。

中国科学院国家天文台研究员、被称为“火星叔叔”的郑永春博士表示:“2019年是阿波罗登月五十周年,火星采样任务在某种程度上可与阿波罗计划相比拟。”采样任务将投资70亿美元

为什么要进行火星采样任务呢?

郑永春解释说,在太阳系内,火星是与地球环境最为相似的星球,也是唯一有可能实现大规模移民的星球。目前,除了极少数火星陨石外,人类只能借助航天器进行遥感和原位探测。

虽然,人类在火星陨石中发现了有机物,在大气层中检测到了甲烷,但目前火星上是否仍然还有生命?火星上是否曾经繁衍过生命?这些问题依然没有答案。而要想回答这些问题,只能寄希望于火星样本的研究。火星采样任务将是未来太空探索领域最重要的任务之一。

据《科学》杂志报道,欧洲航天局(ESA)22个成员国的部长下周将齐聚西班牙塞维利亚,通过该机构未来三年的预算方案。NASA则希望在特朗普政府向国会提交的2021年预算案中出现MSR任务的“身影”。该机构火星探测科学家迈克尔·迈耶认为,现在我们拥有一大批研制和操控火星车的科学家和工程师,执行这一任务恰逢其时;此外,我们也拥有一组仍然在正常运行的火星轨道器,可提供中继通信,“万事皆已具备”。

此外,据《科学》杂志报道,为使用最少的燃料样本送回地球,ESA希望借助离子推进器来推动地球返回轨道器。鉴于离子推进产生的推力较小,因此,这一行程预计历时2年,而非9个月左右。

至于70亿美元的费用问题,郑永春表示:“阿波罗登月当时用了200多亿美元,相当于现在的上千亿美元。现在仍在火星上执行任务的‘好奇’号火星车,耗资26亿美元。所以,如果能否实现火星采样的话,70亿美元实现人类历史第一次,并不算很多。”

希望发现生命存在的证据

研究人员称,他们现在很难确切预测十年后将如何研究这些样本,但他们希望能发现火星上过去或现在存在生命的迹象。

如果没有在样本内发现任何生命存在的迹象,科学家想知道具体原因。是因为火星不宜居?还是因为生命并没有产生过?

科学家认为,数十亿年前,随着内核变冷,火星失去了自己的磁场,大气因此逃逸,火星表面变得寒冷干燥,并遭受强的太空辐射的“侵蚀”。通过收集不同样本的数据并测量它们的古磁场,以及它们形成的环境,他们可以验证上述理论是否正确,以及如果上述情况属实,那么是否由于火星在很早之前就变得不宜居,以至于生命从来没有开始过。

郑永春说:“随着世界各国对火星探测的兴趣日益增加,会有越来越多航天器登陆火星。”他略带忧心地指出:“这势必会威胁火星现有的原始状态,甚至还有可能把地球上的生命带到火星上。如果是这样的话,今后即便科学家在火星上找到了生命或生命的‘蛛丝马迹’,也很难区分它们到底是不是地球上带过去的。”(据科技日报)

火星采样任务分4步走

1、采样

目前,MSR任务的第一阶段目标已接近完成:NASA耗资25亿美元研制的“火星2020”火星车计划于2020年7月发射,将在有40亿年历史的耶泽洛陨石坑(Jezero crater)着陆。耶泽洛陨石坑里有保存完好的远古河流三角洲的化石,该区域的岩石保存着关于火星漫长而多样的地质历史时期的信息。火星车可四处活动,完成科学实验,钻探小块泥岩和其他岩石(这些岩石可能蕴藏着古老生命的“蛛丝马迹”),采集岩心样本。

每个样本将包含20克岩石和粗砂,存储于约手电筒大小的管内,NASA会将一些样本管暂时寄存在火星表面;另一些则放在火星车上。

2、取样

日历向前翻到2028年!届时,NASA另一个着陆器将携带返回火箭和ESA建造的取样火星车抵达火星。着陆器将于2026年发射升空,于2028年8月登陆火星。

之后,像茶几大小的采样火星车将从着陆器中驶出,寻找几年前散落的样本管。火星车将依靠太阳能供电,因此,在阳光日益减弱的冬季到来之前,它只有6个月时间完成任务。为此,它每天需要前进200米,并能自动导航。

一旦火星车取样成功返回着陆器,由ESA制造的机械臂便会从车架子上取下样本管,将其中30个置于篮球大小的钛容器内,该容器只能容纳约30个样本。

3、交接

随后,返回火箭将装满样本的容器发射到距离火星表面300千米高的轨道内,以与ESA的地球返回轨道器“会师”。地球返回轨道器跟随着陆器一起到达火星,目的是抓取进入火星轨道的样本。

顺利“会师”后,由NASA建造的机械装置会将装载样本的球体放入一个密闭模块中,随后进行密封并消毒,该模块最后会被放置于一辆名为“地球进入车”的盘形车内,盘形车随后会在减震器的保护下,在没有降落伞减速的情况下,降落于犹他州的沙漠。

4、返回

样本将于2031年回到地球,之后将置于一个隔离设施中,使其不受地球微生物等的污染。

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