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浅谈NASA“毅力号”将如何收集火星样本并带回地球

据外媒报道,NASA的“毅力号”虽然从2月份就已经在火星上了,但直到现在它才准备采集它的第一个红色行星岩石样本。该火星车在Jezero进行环形山了一个多月的探索从而确定了多阶段取样过程的最佳候选地点。据悉,NASA最终选择了“毅力号”着陆的地点,因为他们认为那里发现古老生命迹象的机会最大。

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评估工作从6月1日开始,“毅力号”将工作重点放在1.5平方英里的火山口区域。该地点是由负责管理探测器的NASA喷气推进实验室(JPL)的科学家们挑选出来的,他们认为那里含有最深、最古老的裸露基岩层。

不过即使确定了这部分的最终地点--NASA预计在未来两周左右完成,但采样过程本身也将需要近两周时间完成。这一切的关键是“毅力号”7英尺长的机械臂,它首先将布置探测器的工作空间:有效地布置它需要的所有工具和设备。实际上科学家们会选择两个地点:一个作为取样点,一个作为“邻近科学”区。

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之后,将轮到五种不同的仪器进入工作。JPL的Vivian Sun表示:“首先,我们会用钻头刮掉表层的岩石和灰尘、露出未风化的新鲜表面,然后用气体除尘工具将其吹干净,之后用我们安装在炮塔型邻近科学仪器SHERLOC、PIXL和WATSON进行近距离接触。”

这三种工具将为NASA提供目标点的矿物和化学分析。与此同时,超级摄像头(SuperCam)将向磨损的表面发射激光,然后使用光谱学来测量产生的羽流。最后,Mastcam-Z相机将以高分辨率记录整个过程。

不过,“毅力号”进行现场分析的能力只是NASA对火星样本设想的一部分。在给探测器一天的时间给它的太阳能电池板充电后,JPL团队将继续取样。

虽然“毅力号”不会返回地球,但它将收集火星岩石样本并最终在火星上进行分析。为此,NASA开发了一种超干净的采样系统以尽可能减少从地球携带污染物到火星的机会。

在返回到自适应储存组件(Adaptive Caching Assembly)之后,样本的体积将得到测量并被拍下照片。随后,容器将其密封并储存起来。最终,NASA计划将这些样本管留在火星表面,并在未来的任务中将把样本管带回轨道。随后的任务则是将从那里收集并带回地球。

NASA表示,整个过程总共需要约11天的时间。尽管人们对“毅力号”的取样工作感到兴奋是可以理解的,但负责“毅力号”探测器的团队也非常清楚,想要从这些早期收集的大块岩石中找到什么是有局限性的。

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加州理工学院“毅力号”项目科学家Ken Farley指出:“‘毅力号’收集的样本并非都是为了寻找古代生命,我们并不指望这第一个样本能以某种方式提供决定性证据。虽然这个地质单元中的岩石并不是有机物的时空胶囊,我们相信它们自Jezero环形山形成以来就存在了,这对填补我们对这一地区地质认识的空白非常有价值--我们迫切需要知道火星上是否曾经存在生命。”

科学家还需要一段时间才能把火星岩石样本装到地球上的设备上。虽然NASA已经授予了回收集装箱系统的合同,但NASA/ESA的联合任务预计最早也要到2028年才能完成。

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