有史以来送往火星的体积最大、结构最复杂的探测车现在正在前往火星的途中。美国宇航局的“毅力号”探测车于7月30日成功发射，这是短短十天内发射的三项火星任务中的第三项。该探测车将是首个尝试收集岩石样本以返回地球的任务；它还将寻找古代外星生命迹象，在红色星球上发射首架直升机，并首次使用麦克风捕捉火星的声音。
探测车于当地时间上午7:50搭乘阿特拉斯V型火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角上空发射升空。此次发射紧随阿拉伯联合酋长国的“希望号”火星轨道飞行器之后，该飞行器于7月20日发射升空，以及中国的“天问一号”探测车，该探测车于三天后发射升空。这三项任务都利用了地球和火星轨道之间有利的排列，以实现燃料效率高的旅程。
现在，“毅力号”将在太空中巡航近七个月，目标于2021年2月18日在火星的杰泽罗陨石坑着陆。如果它安全到达地表，这辆耗资27亿美元、钚动力、重达1025公斤的探测车将花费至少一个火星年（近两个地球年）的时间，探索古代河流流入湖泊的景观，那里可能曾孕育过火星生命。
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除了在河床和湖岸寻找化石生命迹象外，“毅力号”还将测试宇航员是否可以从红色星球的大气层中生产氧气。但最重要的是，它将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会将这些管子带回地球——这将是首次从火星取回样本。
“‘毅力号’将为我们做很多事情，”位于德克萨斯州休斯顿的月球与行星研究所的天体生物学家肯达·林奇说。
下一代探测器
该机器是“好奇号”探测车的升级版，“好奇号”探测车在8年前在火星着陆时，以惊险的7分钟机动动作吸引了全世界的目光。在经过大约5亿公里的旅程后，“毅力号”将以大约每小时19,500公里的速度冲入火星大气层。它将部署降落伞，然后是“空中吊车”系统（类似于“好奇号”使用的系统），该系统将发射反向火箭以减速，使其接近行星表面。与“好奇号”不同，该航天器具有自动驾驶系统，可以检测诸如巨石之类的障碍物，并引导其到达安全位置。
一旦“毅力号”着陆，工程师将花费大约90天的时间远程检查其所有系统，以确保它们处于正常工作状态。探测车可能要到五月份才会真正开始行驶，届时它将依靠六个轮子开始探索杰泽罗陨石坑，该陨石坑距离“好奇号”的着陆点约3,750公里。
Jezero在几种斯拉夫语言中意为“湖泊”。超过38亿年前，一条河流流入这个直径45公里的陨石坑，湖水充满了它。图像显示，沿着陨石坑的边缘，碳酸盐矿物质沉淀并硬化成岩石。这令人兴奋，因为在地球上，古代碳酸盐岩石保存着一些已知的最古老生命证据，包括被称为叠层石的化石细菌垫。
如果火星上曾经存在生命，那么杰泽罗的碳酸盐岩石是寻找生命的好地方。“我们以前从未探索过这样的环境，”马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的地球生物学家坦娅·博萨克说，她正在参与这项任务。生命证据可能以实际化石的形式出现，也可能以曾经生活在岩石中的生物的化学或地质特征的形式出现。
贸易工具
探测车装载了使其成为真正的实地地质学家的仪器——并且是真正的国际合作成果。它们包括一对可变焦相机，可以从体育场的另一侧发现一只苍蝇；一个西班牙制造的气象站；一个挪威制造的雷达，用于扫描行星表面下方的土壤和岩石层；以及“好奇号”上携带的激光仪器的先进版本，它将探测岩石以研究其化学成分。“谁不喜欢带有激光的相机来击碎岩石呢？”约翰·格伦斯菲尔德说，他曾是美国宇航局宇航员，在2012年至2016年担任该机构科学办公室主任期间领导了“毅力号”的开发。
“毅力号”也具有开创性，因为它携带了两个麦克风，不仅将首次揭示火星的风和其他声音，还将能够倾听电机或车轮中的工程问题，格伦斯菲尔德说。它还配备了一架名为“独创号”的1.8公斤直升机，它可以部署该直升机来侦察探测车可以滚动的地点。如果任务成功，“独创号”将成为首架在另一颗行星上进行受控飞行的飞行器。
但是，“毅力号”的主力是其机械臂，它可以伸展以近距离检查岩石，然后钻取样本并将其存储在探测车腹部的管子中。该任务将储存这些样本，直到未来的航天器可以取回它们并将它们带回地球。“毅力号”携带了43根管子，“我们将使用所有这些管子来追求大约30或35个真正好的样本，”加州理工学院帕萨迪纳分校的地质学家兼该任务的项目科学家肯·法利说。美国宇航局和欧洲航天局计划在2031年之前将这些岩石带回地球，以便科学家可以在复杂的实验室中研究它们——尽管只有一小部分资金已被承诺。
往返
“返回样本将是我们首次完成火星往返之旅，”格伦斯菲尔德说。“这很重要，因为它隐喻了人类太空飞行。大多数前往火星的宇航员都希望返回。”
作为迈向长期探索的一步，探测车将使用其仪器之一尝试从火星的二氧化碳大气层中生产氧气。未来的人类宇航员也许能够做到同样的事情，制造氧气来呼吸或生产火箭燃料以返回家园。
COVID-19大流行使“毅力号”在地球上的最后几个月变得不容易。三月份，当疫情袭击美国时，该航天器正在佛罗里达州为发射做准备——但其大多数工程师都在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室。当工作人员需要前往佛罗里达州协助进行最终安排时，美国宇航局使用其部分机构飞机运送他们，这样他们就不必冒着乘坐商业航班暴露于冠状病毒的风险。
本文经许可转载，并于2020年7月30日首次发表。