下一站,火星!
今天(3月14日),兩個機器人航天器開始了為期七個月的紅色星球之旅,於美國東部時間凌晨 5:31(格林威治標準時間 0931;哈薩克當地時間下午 3:31),在哈薩克拜科努爾航天發射場搭乘俄羅斯質子-M火箭聯合發射升空。
這兩個航天器—— 微量氣體軌道器(TGO)和名為“夏帕瑞麗”號的著陸器—— 構成了雙階段火星太空生物學計劃(ExoMars)的第一部分,這是一個歐洲-俄羅斯專案,旨在紅色星球上尋找生命跡象。第二階段將在2018年發射深鑽探測車,如果目前的計劃保持不變。[火星太空生物學計劃(ExoMars)2016任務:完整報道]
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火星太空生物學計劃(ExoMars)代表著對火星科學研究工作的顯著擴充套件,過去二十年來,這項工作一直由NASA主導。例如,在火星太空生物學計劃(ExoMars) 之前,歐洲航天局(ESA)僅進行過一次紅色星球任務—— 2003年發射的火星快車號——俄羅斯尚未取得任何行星際任務的成功(儘管其前身蘇聯的情況並非如此)。
尋找生命跡象
如果一切按計劃進行,微量氣體軌道器(TGO)和“夏帕瑞麗”號將在10月16日彼此分離,屆時兩者將接近火星。[圖集:歐洲火星太空生物學計劃(ExoMars)2016任務圖片]
重達8,220磅(3,730公斤)的微量氣體軌道器(TGO)將於10月19日進入環繞紅色星球的軌道,然後最終進入高度約為250英里(400公里)的圓形軌道。從這個有利位置,該航天器將在預計於2017年12月開始的為期五年的任務中,使用四種不同的科學儀器研究火星表面和大氣層。
微量氣體軌道器(TGO)的主要任務是在火星大氣層中尋找甲烷 及其降解產物。地球大氣層中絕大多數甲烷是由微生物和其他生物產生的,因此,如果紅色星球上存在生命,這種氣體被視為可能的生命跡象。
然而,地質過程也會產生甲烷,因此探測到這種氣體並不能完全確定存在生命。事實上,NASA的火星探測車“好奇號”在2013年末和2014年初探測到甲烷水平躍升了10倍,但任務科學家仍然不確定是什麼原因造成的。
微量氣體軌道器(TGO)還將執行其他任務。例如,它拍攝的照片將幫助火星太空生物學計劃(ExoMars)團隊為2018年探測車選擇著陸點。而且,這個太陽能軌道器將充當該探測車與地球之間的通訊鏈路。
歐洲航天局(ESA)官員在對微量氣體軌道器(TGO)的描述中寫道:“軌道器的儀器還將繪製地表以下一米[3.3英尺]深度的氫分佈圖,與之前的測量相比,空間解析度有所提高。”“這可能會揭示隱藏在地表之下的水冰沉積,這與被確定為微量氣體來源的位置一起,可能會影響未來任務著陸點的選擇。”
在火星著陸
當微量氣體軌道器(TGO)在軌道上就位時,重達1,320磅(660公斤)的“夏帕瑞麗”號探測器將向火星表面進發,計劃於10月19日著陸。[火星太空生物學計劃(ExoMars)微量氣體軌道器(TGO)將如何尋找火星甲烷(影片)]
如果成功,這次著陸將是歷史性時刻:歐洲航天局(ESA)從未成功進行過其他行星表面的任務。(歐洲航天局(ESA)的“獵兔犬2號”著陸器與“火星快車號”一起前往紅色星球,顯然按計劃軟著陸,但從未從火星表面發回任何資料。但值得一提的是,該機構的“惠更斯”號著陸器——NASA-ESA“卡西尼-惠更斯”任務的一部分——於2005年初在土星的巨大衛星土衛六上執行。)
“夏帕瑞麗”號攜帶了幾種不同的科學儀器,包括一個將在探測器位於火星子午線平原區域的著陸點收集各種氣象資料的元件。
但這些儀器可能只會執行幾天,直到“夏帕瑞麗”號的電池耗盡。該探測器的主要目的是驗證將用於幾年後將尋找生命的火星太空生物學計劃(ExoMars)探測車送上地面的進入、下降和著陸技術。
歐洲和俄羅斯聯手
歐洲航天局(ESA)領導火星太空生物學計劃(ExoMars),並負責大部分航天器硬體。NASA最初是火星太空生物學計劃(ExoMars)的合作伙伴,但這家美國航天機構在2012年初以預算問題為由退出。(NASA目前正在研發自己的尋找生命的火星探測車,計劃於2020年發射。)
俄羅斯加入火星太空生物學計劃(ExoMars)是為了填補NASA的空缺。俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos)正在為火星太空生物學計劃(ExoMars)的兩次發射提供質子火箭,以及一些科學儀器和2018年探測車的著陸平臺。
如果火星太空生物學計劃(ExoMars)進展順利,歐洲航天局(ESA)和俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos)都將取得巨大的里程碑。自從1991年蘇聯解體後,俄羅斯已經向紅色星球發射了兩次任務:“火星96”號(1996年)和“福布斯-土壤”號(2011年)。這兩次任務都沒有飛出地球軌道。
當然,蘇聯在火星探測方面有著悠久的歷史。但是,儘管該國確實取得了一些值得注意的成功——例如“火星2號”軌道器,它在1971-1972年將紅色星球的照片發回地球—— 蘇聯的大多數火星任務都失敗了。
歐洲航天局(ESA)官員表示,火星太空生物學計劃(ExoMars)預計將耗資歐洲航天局(ESA)13億歐元(按當前匯率計算約為14.5億美元)。
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