美國國家航空航天局將于7月30日發(fā)射其下一個火星探測器，這無疑是人類探索紅色星球的一個激動人心的新階段。

藝術(shù)家對美國宇航局的火星2020年毅力號探測器的描繪。

美國國家航空航天局向火星發(fā)射其下一個漫游車，這定會將是人類探索火星的一個令人興奮的新階段。以下是你想知道的關(guān)于毅力號探測器的情況，以及為什么它是我們在火星上尋找生命證據(jù)的最佳選擇。

當(dāng) "毅力 "號登陸火星時，該探測器將是第五個到達(dá)火星的探測器，在它之前有 "旅行者 "號、"精神 "號、"機(jī)遇 "號和 "好奇 "號。毅力號是美國宇航局迄今為止最先進(jìn)的漫游車，但公平地說，它在很大程度上是以好奇號為藍(lán)本的，后者自2011年以來一直在火星上行駛。

"火星2020項目科學(xué)家、加州理工學(xué)院地球化學(xué)家Kenneth Farley告訴Gizmodo說："毅力號基本上是好奇號探測器的2.0版本。

毅力號計劃從卡納維拉爾角空軍基地用阿特拉斯五號火箭發(fā)射。盡管有新冠病毒大流行，NASA還是設(shè)法完成了火星2020任務(wù)（遺憾的是，ExoMars任務(wù)沒有完成）。這是一個好消息，因為向火星發(fā)射的窗口有限，每26個月出現(xiàn)一次。

毅力號上的科研儀器。

在前往火星的七個月旅程之后，毅力號漫游車將在Jezero火山口著陸--這里曾是一個湖泊和河流三角洲。這個耗資27億美元的漫游車將在接下來的兩年里尋找古代微生物生命的跡象，分析這個星球的地質(zhì)和氣候，研究巖石和沉積物，發(fā)射一架直升機(jī)（沒錯，一架直升機(jī)?。?，為未來的任務(wù)展示技術(shù)，并為未來的回收任務(wù)收集和緩存樣本，以及其他任務(wù)目標(biāo)。但正如以前的漫游車所顯示的那樣，這項由美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室管理的任務(wù)，可能會比計劃中的兩年時間更長。

毅力號的尺寸與好奇號大致相同，長10英尺（3米），寬9英尺（2.7米），高7英尺（2.2米）。毅力號的重量為2260磅（1025公斤），比好奇號重278磅（126公斤）。在動力方面，漫游車配備了一個多任務(wù)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（MMRTG），它從钚-238的自然衰變中產(chǎn)生熱能。

游車配備了六個輪子，每個輪子都有自己的馬達(dá)和48個夾板，這將能提供出色的牽引力。前后一對輪子都有自己的轉(zhuǎn)向馬達(dá)，使 毅力 號能夠在原地轉(zhuǎn)360度。據(jù)美國宇航局稱，漫游車的腿將 “使漫游車能夠駛過40厘米（15.75英寸）高的膝蓋上的巖石”。

好奇號輪子的設(shè)計與毅力號輪子相比。除了稍大之外，毅力輪有兩倍的螺紋，這些螺紋略微彎曲，而不是V字形圖案。

“一個看似很小但很重要的變化是新的輪子設(shè)計，它可以防止好奇號在穿越有小的尖銳巖石的地形時遇到的那種'刺傷'，”Morten Bo Madsen，一位火星2020項目科學(xué)家和尼爾斯-波爾研究所的天體物理學(xué)家，在給Gizmodo的一封電子郵件中寫道。“新輪子的寬度略有減少，輪子的‘螺紋’更厚，更堅固?！?/p>

法利說，毅力號還將裝有一個額外的處理器，使漫游車能夠自主地開得更遠(yuǎn)更快，并使其在著陸時能夠自我導(dǎo)航到一個安全的著陸點。

他說，這最后一項能力很重要，因為它意味著NASA可以在危險的巖石露頭旁邊降落。從第一天起，毅力號就將位于令人興奮的科研對象附近，“而不是從無危險的著陸區(qū)長途跋涉去找它們，”法利說。

毅力號也將比它的前輩們效率更高。

“從地表取樣并在火星車內(nèi)分析需要時間，”火星2020項目科學(xué)家、奧斯陸大學(xué)研究員Svein-Erik Hamran在給Gizmodo的電子郵件中解釋說?！耙懔μ栍羞b感儀器和接近儀器，可以加快儀器數(shù)據(jù)的收集，提高漫游車的速度，”Hamran說，“毅力號將比以前的漫游車覆蓋更多地形?！?/p>

在最高速度下，毅力號預(yù)計將以每秒1.6英寸（4.2厘米）的速度行駛，或每小時500英尺（152米）。根據(jù)美國宇航局的說法，“按照地球車輛的標(biāo)準(zhǔn)，毅力號漫游車很慢?！比欢?，按照火星車輛的標(biāo)準(zhǔn)，毅力號是其中的佼佼者。

毅力號的懸掛系統(tǒng)，即所謂的搖桿式系統(tǒng)，將使漫游車有可能穿越不平坦的地形。令人難以置信的是，毅力號被設(shè)計成能夠承受45度的傾斜而不倒下，但美國宇航局不打算讓它傾斜超過30度。

美國宇航局2020年火星車上的23臺相機(jī)中的一部分。

火星2020任務(wù)共包括23臺不同的相機(jī)，包括9臺工程相機(jī)，7臺科學(xué)相機(jī)，以及7臺用于任務(wù)的進(jìn)入、下降和著陸階段的相機(jī)。包括一對麥克風(fēng)，這次任務(wù)擁有令人印象深刻的各種眼睛和耳朵。

桅桿相機(jī)-Z將拍攝火星的全景、立體和放大的圖像（好奇號的 桅桿相機(jī)不能放大，因此增加了 "Z"）。這臺相機(jī)將協(xié)助漫游車的導(dǎo)航，但它也將被科學(xué)家用來做其他任務(wù)，例如，識別表面的礦物學(xué)。據(jù)美國宇航局稱，除了正常的成像之外，漫游車的超級相機(jī)將被用來“識別巖石和土壤的化學(xué)成分，包括它們的原子和分子構(gòu)成”。

美國宇航局的毅力號探測器使用其X射線巖石化學(xué)行星儀器（PIXL）來分析火星表面的一塊巖石。

利用火星環(huán)境動力學(xué)分析儀（MEDA），毅力號將測量風(fēng)的速度和方向、氣壓、濕度和灰塵顆粒的大小。一個名為PIXL的機(jī)載X射線熒光光譜儀將分析精細(xì)的化學(xué)元素，而一個名為SHERLOC的紫外線激光光譜儀將提供火星表面的微觀圖像。RIMFAX--一種地面穿透雷達(dá)--將使科學(xué)家能夠分析緊貼火星車下方的區(qū)域，并研究其地質(zhì)構(gòu)成。

哈姆蘭說：“這是第一次，火星車將有能力觀察火星的地下”，“火星的表面被一層灰塵所遮擋，現(xiàn)在我們將能夠看一看，看看下面是什么。”

藝術(shù)家對 "毅力與智慧 "的描繪（正面）。

毅力號還將部署一架名為“Ingenuity（精巧號）”的直升機(jī)，這應(yīng)該是飛機(jī)在另一個星球的首次受控飛行。Ingenuity是一種概念驗證項目，預(yù)計它只進(jìn)行少量的短期飛行測試。然而，如果一切順利，Ingenuity可能為在火星上進(jìn)行更雄心勃勃的航空項目鋪平道路。

作為火星氧氣ISRU實驗（MOXIE）的一部分，毅力號還將嘗試從大氣中的二氧化碳生產(chǎn)氧氣。正如美國宇航局在最近的一份新聞稿中解釋的那樣，這項實驗的成功將是未來探索者的一個好兆頭。"這是一個名為MOXIE的氧氣發(fā)生器，旨在將占火星大氣約96%的二氧化碳轉(zhuǎn)化為可呼吸的氧氣。這項技術(shù)在未來可以發(fā)展成更大和更有效的氧氣發(fā)生器，使宇航員能夠創(chuàng)造他們自己的空氣來呼吸，并提供氧氣來燃燒人類返回地球所需的火箭燃料。"

火星2020任務(wù)最吸引人和最有科學(xué)前景的方面之一是樣品緩存系統(tǒng)（SCS）。在這部分任務(wù)中，毅力號將在杰澤羅火山口內(nèi)采集巖石和土壤樣本，將它們放在幾個小容器中，并將它們投放到火星表面，供未來的任務(wù)取回并帶回地球。

“返回地球的火星樣本將被進(jìn)行科學(xué)研究，以了解巨大的多樣性主題，并將揭示火星上古代生命的可能性，早期火星令人困惑的更溫暖和更潮濕的氣候，以及自35億年前以來幾乎沒有變化的一個大致類似地球的行星的地球化學(xué)演變，”法利說?！皩ξ襾碚f，用我們可以通過地面實驗室獲得的確定性來回答這些問題是這項任務(wù)最令人激動的方面?！?/p>

正如馬德森向Gizmodo解釋的那樣，地球上最早的生命痕跡似乎已經(jīng)被地質(zhì)過程和生命本身的傳播所抹去，但火星上的情況可能并非如此。因此，他“特別感興趣的是，被帶回來的樣品可能帶有生命的痕跡，這些生命比我們在地球上知道的任何東西都要古老，也許更原始，這可能告訴我們在環(huán)境允許的情況下生命是如何起源的”。

藝術(shù)家描繪的堅毅號和掉到地面上的樣品庫。

SCS是毅力任務(wù)的一個關(guān)鍵目標(biāo)，這就是為什么漫游車的儀器是面向偵察的。正如馬德森告訴Gizmodo的那樣，其工具將幫助科學(xué)團(tuán)隊在它們最初形成的環(huán)境中找到潛在的樣本。

馬德森告訴Gizmodo說：“堅毅號沒有像好奇號那樣有一個內(nèi)置的‘科學(xué)實驗室’，而是有一個錯綜復(fù)雜的樣品采集和處理系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，選定的鉆芯可以放在合適的容器中，在隨后被密封的容器中進(jìn)行成像，并準(zhǔn)備分組留在地表，以便以后由取物車收集?！?/p>

這將我們引向杰澤羅火山口本身——一個看似完美的地點，讓毅力號履行其職責(zé)。位于火星赤道以北，這個大約23英里寬（48公里）的洼地曾經(jīng)充滿了水，由一條奔騰的河流三角洲提供。如果幾十億年前火星上有原始生命存在，它很可能就在這樣一個地方。因此，毅力號將尋找可追溯到約30億至40億年前的有機(jī)殘余化石和其他潛在的生物特征。

如前所述，我們將不得不等到2021年2月和大氣層進(jìn)入期間令人痛心的 "7分鐘恐怖"，然后這項任務(wù)才會開始進(jìn)行。上帝保佑，毅力號，上帝保佑。

BY: George Dvorsky

FY: 楊樂多

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