美国宇航局将于2020年送往火星的探测车将携带七件仪器,这些仪器旨在选择合适的岩石进行收集和储存,以便将来返回地球。其中包括几个火星首创,包括一个可变焦相机、一个从二氧化碳中产生氧气的机器,以及一个探测深度达半公里的地质雷达。
这些仪器于7月31日公布,是从58个竞争者中选出的,在某些方面与目前好奇号探测车在火星上运行的仪器截然不同。好奇号主要在其背部进行化学分析,通过收集土壤或岩石样本,并将其倒入各种仪器中进行分析。2020年探测车在其他方面以好奇号为蓝本,放弃了许多分析能力,而是专注于选择未来可能在地球上进行研究的样本。其科学有效载荷的重量为40公斤,实际上比好奇号的要轻。
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美国宇航局科学部门副主管约翰·格伦斯菲尔德证实,2020年探测车将携带一个小型“缓存”系统,用于未来的样品返回。细节尚未确定,但它可能会收集细长的、铅笔大小的岩石圆柱体,并将它们放入一个罐中,以供未来的任务取回。“我不排除未来宇航员拾取样本并将其带回地球的可能性,” 格伦斯菲尔德在考虑到美国宇航局目前的资金情况后乐观地推测道。“但最重要的一步是找到那些非常引人注目的样本,我们需要把它们带回来。”
美国宇航局尚未确定这辆价值19亿美元的探测车的具体着陆地点。但它可能会选择一个附近具有各种地质特征的地点。好奇号的着陆地点离其最终目标,一座名为夏普山的山峰超过10公里,不得不开车行驶那么远才能到达。(探测车仍有几公里要走。)漫长的行驶以及比预期更锋利的岩石已经对好奇号车轮上的薄铝板造成了打击,撕裂了巨大的孔洞;工程师们正在测试新的设计和新的材料,希望避免2020年探测车遭受同样的问题。
加州理工学院帕萨迪纳分校的地质学家、该任务的项目科学家肯尼斯·法利说,2020年探测车需要权衡花在开车寻找样本的时间和花在钻探和收集样本的时间。
好奇号最初应该在其桅杆上携带一个由电影制作人詹姆斯·卡梅隆开发的3D变焦相机,但美国宇航局将其从清单中撤下。2020年探测车试图用亚利桑那州立大学行星科学家詹姆斯·贝尔开发的变焦相机进行弥补。美国宇航局火星探测计划的首席科学家迈克尔·迈耶表示,变焦能力应该使探测车能够更快地沿着表面移动,因为它可以在开始朝特定方向移动之前更容易地检查远处岩石并更好地计算潜在的危险。
制氧机来自美国宇航局的人类探索部门,这是朝着证明宇航员是否可以在火星表面产生他们需要的资源迈出的一步,该机构人类探索计划负责人威廉·格斯滕迈尔说。该机器采用时髦的缩写词 MOXIE,旨在测量从火星大气中的二氧化碳产生氧气的效率。
其他仪器包括一台X射线光谱仪和一台紫外激光器,两者都旨在研究岩石的高分辨率矿物学,以及一台可以探测有机化合物的相机。“每台仪器要么(在过去的任务中)得到了改进,要么是我们以前没有送到火星的,” 迈耶说。
两台仪器将由非美国科学家操作。探地雷达将由挪威国防研究所的雷达专家斯韦恩-埃里克·哈姆兰领导。探测车桅杆上的气象包将由马德里天体生物学中心的机器人工程师何塞·罗德里格斯-曼弗雷迪运行,该中心也是好奇号天气仪器的提供者。
本文经授权转载,并于2014年7月31日首次发布。