有史以來送往火星的體積最大、結構最複雜的探測車現在正在前往火星的途中。美國宇航局的“毅力號”探測車於7月30日成功發射，這是短短十天內發射的三項火星任務中的第三項。該探測車將是首個嘗試收集岩石樣本以返回地球的任務；它還將尋找古代外星生命跡象，在紅色星球上發射首架直升機，並首次使用麥克風捕捉火星的聲音。
探測車於當地時間上午7:50搭乘阿特拉斯V型火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角上空發射升空。此次發射緊隨阿拉伯聯合大公國的“希望號”火星軌道飛行器之後，該飛行器於7月20日發射升空，以及中國的“天問一號”探測車，該探測車於三天後發射升空。這三項任務都利用了地球和火星軌道之間有利的排列，以實現燃料效率高的旅程。
現在，“毅力號”將在太空中巡航近七個月，目標於2021年2月18日在火星的傑澤羅隕石坑著陸。如果它安全到達地表，這輛耗資27億美元、鈽動力、重達1025公斤的探測車將花費至少一個火星年（近兩個地球年）的時間，探索古代河流流入湖泊的景觀，那裡可能曾孕育過火星生命。
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除了在河床和湖岸尋找化石生命跡象外，“毅力號”還將測試宇航員是否可以從紅色星球的大氣層中生產氧氣。但最重要的是，它將用火星岩石和土壤填充管子，一艘尚未建造的航天器有朝一日可能會將這些管子帶回地球——這將是首次從火星取回樣本。
“‘毅力號’將為我們做很多事情，”位於德克薩斯州休斯頓的月球與行星研究所的天體生物學家肯達·林奇說。
下一代探測器
該機器是“好奇號”探測車的升級版，“好奇號”探測車在8年前在火星著陸時，以驚險的7分鐘機動動作吸引了全世界的目光。在經過大約5億公里的旅程後，“毅力號”將以大約每小時19,500公里的速度衝入火星大氣層。它將部署降落傘，然後是“空中吊車”系統（類似於“好奇號”使用的系統），該系統將發射反向火箭以減速，使其接近行星表面。與“好奇號”不同，該航天器具有自動駕駛系統，可以檢測諸如巨石之類的障礙物，並引導其到達安全位置。
一旦“毅力號”著陸，工程師將花費大約90天的時間遠端檢查其所有系統，以確保它們處於正常工作狀態。探測車可能要到五月份才會真正開始行駛，屆時它將依靠六個輪子開始探索傑澤羅隕石坑，該隕石坑距離“好奇號”的著陸點約3,750公里。
Jezero在幾種斯拉夫語言中意為“湖泊”。超過38億年前，一條河流流入這個直徑45公里的隕石坑，湖水充滿了它。影像顯示，沿著隕石坑的邊緣，碳酸鹽礦物質沉澱並硬化成岩石。這令人興奮，因為在地球上，古代碳酸鹽岩石儲存著一些已知的最古老生命證據，包括被稱為疊層石的化石細菌墊。
如果火星上曾經存在生命，那麼傑澤羅的碳酸鹽岩石是尋找生命的好地方。“我們以前從未探索過這樣的環境，”馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院的地球生物學家坦婭·博薩克說，她正在參與這項任務。生命證據可能以實際化石的形式出現，也可能以曾經生活在岩石中的生物的化學或地質特徵的形式出現。
貿易工具
探測車裝載了使其成為真正的實地地質學家的儀器——並且是真正的國際合作成果。它們包括一對可變焦相機，可以從體育場的另一側發現一隻蒼蠅；一個西班牙製造的氣象站；一個挪威製造的雷達，用於掃描行星表面下方的土壤和岩石層；以及“好奇號”上攜帶的雷射儀器的先進版本，它將探測岩石以研究其化學成分。“誰不喜歡帶有雷射的相機來擊碎岩石呢？”約翰·格倫斯菲爾德說，他曾是美國宇航局宇航員，在2012年至2016年擔任該機構科學辦公室主任期間領導了“毅力號”的開發。
“毅力號”也具有開創性，因為它攜帶了兩個麥克風，不僅將首次揭示火星的風和其他聲音，還將能夠傾聽電機或車輪中的工程問題，格倫斯菲爾德說。它還配備了一架名為“獨創號”的1.8公斤直升機，它可以部署該直升機來偵察探測車可以滾動的地點。如果任務成功，“獨創號”將成為首架在另一顆行星上進行受控飛行的飛行器。
但是，“毅力號”的主力是其機械臂，它可以伸展以近距離檢查岩石，然後鑽取樣本並將其儲存在探測車腹部的管子中。該任務將儲存這些樣本，直到未來的航天器可以取回它們並將它們帶回地球。“毅力號”攜帶了43根管子，“我們將使用所有這些管子來追求大約30或35個真正好的樣本，”加州理工學院帕薩迪納分校的地質學家兼該任務的專案科學家肯·法利說。美國宇航局和歐洲航天局計劃在2031年之前將這些岩石帶回地球，以便科學家可以在複雜的實驗室中研究它們——儘管只有一小部分資金已被承諾。
往返
“返回樣本將是我們首次完成火星往返之旅，”格倫斯菲爾德說。“這很重要，因為它隱喻了人類太空飛行。大多數前往火星的宇航員都希望返回。”
作為邁向長期探索的一步，探測車將使用其儀器之一嘗試從火星的二氧化碳大氣層中生產氧氣。未來的人類宇航員也許能夠做到同樣的事情，製造氧氣來呼吸或生產火箭燃料以返回家園。
COVID-19大流行使“毅力號”在地球上的最後幾個月變得不容易。三月份，當疫情襲擊美國時，該航天器正在佛羅里達州為發射做準備——但其大多數工程師都在加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室。當工作人員需要前往佛羅里達州協助進行最終安排時，美國宇航局使用其部分機構飛機運送他們，這樣他們就不必冒著乘坐商業航班暴露於冠狀病毒的風險。
本文經許可轉載，並於2020年7月30日首次發表。