美国宇航局的“火星2020”探测车将朝着帮助我们直接探索这颗红色星球迈出小小一步，它将研究如何将火星的二氧化碳大气转化为氧气。来自布朗大学的杰克·马斯塔德认为，火星原位氧气资源利用实验（MOXIE）技术未来可能有助于为返回地球的飞行器补充燃料。 “它代表着一个机会，可以切断地球与探索之间的联系，” 马斯塔德说，他曾担任“火星2020”科学定义团队的主席。
基于目前“好奇号”探测车的设计，“火星2020”将携带七种仪器，包括MOXIE，总成本约为1.3亿美元。MOXIE本身将是一个逆向燃料电池，在麻省理工学院开发，通过固体氧化物电解将二氧化碳转化为氧气和一氧化碳。然后，氧气可以供人呼吸，也可以作为燃料燃烧。
“火星2020”任务的其他主题包括评估其着陆点的地质情况，以及寻找古代火星生命迹象。为了实现这一目标，它将携带一个分析武器库，用于研究矿物和有机物——以及因此可能曾经存在的生命物质。
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新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室将主导SuperCam的开发，它是“好奇号”的ChemCam成像和化学分析工具的继任者。 与ChemCam一样，SuperCam将使用激光诱导击穿光谱法（LIBS），它可以从六米多远的地方确定目标的元素组成。 除了可见光和红外光谱反射光分析外，它还将增加拉曼光谱和时间分辨荧光光谱。
行星X射线岩石化学仪器，PIXL，将是一个安装在机械臂上的X射线荧光光谱仪，因此可以放置在目标旁边。 它取代了“好奇号”和之前的任务使用的α粒子X射线光谱仪（APXS），美国宇航局的米奇·舒尔特告诉化学世界。 PIXL提供了“高两个数量级的空间分辨率、更高的灵敏度和准确性，以及检测和量化10种额外元素的能力”，他解释说。
火星上的拉曼光谱
美国宇航局还将开发用于有机物和化学物质的拉曼和发光扫描宜居环境（SHERLOC）紫外（UV）激光光谱仪。 它将是火星表面上的第一个紫外拉曼光谱仪，其检测有机环状结构的能力对于寻找生命至关重要。
然而，马斯塔德——他帮助设定了“火星2020”的科学目标，但没有选择其有效载荷——对拉曼光谱仪的使用感到担忧。 “我对这些仪器的了解有限，但我担心依赖未经证实的技术将意味着需要花费大量时间才能完成目标。 我们建议应该具备有效测量该地点矿物学的能力。“好奇号”在获得核心科学测量方面非常缓慢。“ 舒尔特试图消除这种担忧。“用于飞行的拉曼仪器的开发已经进行了多年，并且已经足够成熟，”他说。
“火星2020”在我们邻近星球的探测器行列中占据一席之地。 在2016年发射后，美国宇航局的下一个任务“洞察号”将首次研究该星球的深层内部。
本文经《化学世界》许可转载。 该文章于2014年8月4日首次发表。