火星探测2020计划“立足”何处

火星上的耶兹洛陨石坑是下一个探测器着陆点的最佳投票赢家。资料来源:美国航天局

最近，火星科学家已经为美国宇航局的下一个火星探测器指定了八个感兴趣的地点，该探测器预计在2020年发射。在加利福尼亚州蒙罗维亚为期三天的研讨会结束时，100多名行星科学家通过投票缩小了21个地点的名单。研究人员渴望找到能在岩石中保存生命迹象的地方，这些岩石将被探测器取样，并有望最终返回地球。

最大的赢家是耶兹洛陨石坑，它包含一个已经成为遗迹的河流三角洲。有机分子可以在这里浓缩和保存。"它的吸引力是双重的。"加州理工学院的行星科学家Bethany Ehlmann说，上游不仅有三角洲，还有各种各样的岩石。

排名第二的是哥伦比亚山。这个区域是在2010年“死亡”之前被“勇气”探测器探测到的。勇气号发现了硅矿床，这些矿床可能是几十亿年前滋养生命的热液系统沉积的。

其他一些有利的地点位于伊西德斯盆地的边缘，该盆地形成了一个深槽，并有一个引人注目的碳酸盐沉积物。这有助于解释为什么火星失去了曾经稠密的二氧化碳大气。埃尔曼说，这些大气“要么消失在宇宙中，要么像碳酸盐一样孤立在岩石中。”

价值15亿美元的新探测器将与好奇号非常相似，该探测器自2012年以来一直在探索盖尔陨石坑。然而，两者之间有一个至关重要的区别。主要区别在于，2020年的探测器预计将钻探并收集30多个铅笔大小的岩心。它们将储存在样本“缓冲液”中。然后，下一个任务将着陆一个小型探测器。它将把“缓冲”样本送到火箭，火箭将样本送回地球进行分析。

与好奇号相比，2020探测器的有效载荷也将更小。例如，它将没有那种经常导致好奇号崩溃的质谱仪分析设备。这将使参与任务的科学家能够更快地收集“缓存”样本。将好奇号放置在火星表面的“空中起重机”系统也将被重复使用，尽管工程师们正在考虑增强将着陆点控制面积减少一半以上的功能，也就是说，将13公里的椭圆形面积减少7公里。

最近几个月，任务计划者也改变了未来收集“缓存”样本的新策略。以前，岩心是打算放在一个足球大小的容器里。在任务结束时，容器将被放置在火星表面，以备日后取回。今天，探测器将把岩芯放在一个密封的金属管中，金属管将直接放在“储藏处”的地面上。加州理工学院的项目科学家肯·法利(Ken Farley)表示，这一策略将使探测器能够在任务期间的不同时间点返回到“存储地点”，以存储更多的金属管，而不是在任务结束时等待一个大的“缓冲箱”放置在地面上。“在我们从探测器上移除‘包’之前，它不能算作成功。”法利说，这提供了一个以定时和分阶段的方式从探测器中取出样本的机会。金属管必须进行涂层处理，以保护样品免受10年或更长时间的高温。

希望探针将移动到不同的区域以收集值得返回的“缓冲”样本。科学家主要想获得两种类型的样本。首先，他们想要有很大机会保存生命体征的岩石。其次，他们希望火成岩能够帮助科学家理解火星的形成。

为了满足第一个要求，也就是保存生命体征，一些科学家更喜欢像耶兹洛陨石坑和埃尔伯斯沃德陨石坑这样的地方。它们包含已经是遗迹的河流三角洲，在那里有机物可能被河水收集，并在被挤压成岩石之前作为沉积物保存下来。然而，有热液系统的地点也受到科学家的欢迎，例如哥伦比亚的山丘和伊西德盆地附近的地点。作为2020年探测桅杆相机的合作研究员，艾尔曼说，保存在这些地点的有机物的模式将会不同。"你可以研究岩石沉积的岩脉，因为矿物的形成，生物可能被埋藏在那里。"

在2017年1月举行下一次选址研讨会之前，将进一步研究这八个地点。华盛顿史密森学会的行星科学家、选址过程的共同负责人约翰·格兰特说，候选人的数量将被选定为四人。新的位置也将被考虑，参与任务的工程师们还没有判断探测器在指定位置着陆的技术合理性。(宗华)

《中国科学报》(国际版，第三版，2015年8月18日)