专家解读欧俄火星探测器

“太阳系外火星2016”火星探测器于北京时间3月14日发射。这意味着欧洲-俄罗斯联合火星空间生物学项目已经开始。

中国科学院国家天文台的研究员郑永春告诉《每日科学》说，这个项目始于欧空局1999年红皮书中提出的火星生物学概念，分为两个步骤。主要目的是寻找火星上现在和过去的生命痕迹。整个任务的预算约为16亿美元，将持续到2022年12月。郑永春说，“外火星2016”是该计划的第一个探测器，有三个主要的科学目标:寻找火星上过去或现在的生命痕迹；火星地下土壤的水和化学环境分析；研究火星大气中微量气体的组成和来源。探测器由示踪气体轨道器和减速着陆器组成。轨道器主要用于探测火星大气中的微量气体。着陆器用于火星表面着陆试验，为后续任务的火星着陆进行技术验证，为其他火星任务积累经验。

根据计划，“2016年火星探索”将于今年10月到达火星。10月16日，着陆器与轨道器分离。10月19日，轨道飞行器进入了火星轨道。着陆器被火星捕获，然后降落在火星表面。郑永春说，轨道飞行器将通过携带科学仪器来确定这些气体的分布区域和来源，从而在距离火星表面400公里的高度探测火星大气中的甲烷、水蒸气、二氧化氮、乙炔和其他气体。"这些气体是火星上存在或过去存在生命的迹象."“相关区域也将是未来火星计划的优先着陆点，”他说。

现有的探测结果表明，火星大气中含有微量甲烷，甲烷含量在不同地区和不同时间有所不同。由于甲烷在地质历史上很难长期存在，对甲烷的探测表明，火星今天仍可能产生甲烷。郑永春说，甲烷是在生物消化过程中产生的，但其他物理和化学过程也会释放甲烷气体，如铁氧化。因此，火星大气中的甲烷是来自与生命相关的生物过程，还是来自与生命无关的无机化学反应，还有待探索。

着陆器是验证火星表面安全着陆的技术平台。其主要目标是验证后续欧洲火星探测任务所需的关键技术环节，如气动热力学分析、火星大气进入和减速系统设计、制导和导航控制系统设计以及着陆系统设计等。它计划在火星表面放置一个3公斤重的科学仪器包。

着陆器还将测量火星从高空到地面的大气参数，包括大气密度、温度、压力、风场等。火星强沙尘暴下大气特征的测量:扩大有效工程数据量，分析遥感测量数据与理论模型的差异。然而，郑永春说，由于科学仪器的质量、能源供应和传输数据量的限制，这些科学目标可能无法完全实现。

“由于着陆器既没有放射性同位素电池(核动力源)，也没有太阳能电池板，它只能依靠它在火星表面携带的主电池，而且它的能量非常有限。”郑永春说，着陆器在火星表面的工作寿命只有4个火星日(火星日比地球日长39分35秒)。

他说，“2016年外火星”任务的实施预计将实现四个主要技术目标，包括验证大气层进入、减速和着陆技术，以便科学仪器在火星表面安全着陆。实现火星表面的探测；实现火星地下样品的采集；实现火星样品的收集、包装、转移和分析。在火星天体生物学计划中，下一步将是实施“火星2018”任务。任务主要集中在火星车上。

郑永春说，欧空局将在2018年7月发射探测器，释放一辆漫游车在火星表面着陆。探测车将携带一套钻井工具和科学仪器，钻到2米的深度，研究火星土壤的化学成分和可能的生命信号。2米的深度可以屏蔽火星上寒冷、干燥的环境和强烈的空间辐射，这有利于保护火星上的生命他说。

郑永春说，这次发射的轨道飞行器将与火星漫游者合作进行探索，并有望为寻找火星上的生命谱写新的篇章。

(北京，3月14日，《科技日报》)