久遠的謎題:那裏到底有沒有生命
- 發佈時間:2016-03-15 03:31:03 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
本報記者 付毅飛
北京時間3月14日,“ExoMars 2016”火星探測器發射升空。這意味著歐俄聯合實施火星太空生物學計劃開始實施。
中國科學院國家天文臺研究員鄭永春告訴科技日報記者,該計劃始於歐空局1999年紅皮書中提出的火星生物學設想,分為兩步,主要目的是尋找火星上現在和過去曾經存在生命的痕跡。整個任務預算約16億美元,將持續到2022年12月。鄭永春介紹説,“ExoMars 2016”是該計劃的首發探測器,主要有三大科學目標:尋找火星過去存在或現在存有生命的痕跡;分析火星次表層土壤中的水和化學環境;研究火星大氣中的痕量氣體成分及其來源。該探測器由痕量氣體軌道器和減速著陸器組成。軌道器主要用於探測火星大氣中的微量氣體;著陸器用於火星表面著陸試驗,為後續任務的火星著陸進行技術驗證,併為其他火星任務積累經驗。
按計劃,“ExoMars 2016”將於今年10月抵達火星。10月16日,著陸器與軌道器分離;10月19日,軌道器進入火星環繞軌道,著陸器被火星捕獲,隨後著陸在火星表面。鄭永春説,軌道器將在距火星表面400公里高度的軌道,通過搭載的科學儀器對火星大氣中的甲烷、水蒸氣、二氧化氮、乙炔等多種氣體進行探測,進而確定這些氣體的分佈區域及其來源。“這些氣體是證明火星存在或曾經存在生物的標誌。”他説,“相關區域也將是未來火星計劃的優先著陸點。”
已有探測結果表明,火星大氣含有微量的甲烷,且不同地區和不同時間的甲烷含量不同。由於甲烷在地質歷史中難以長期存在,所以探測到甲烷預示著火星可能至今仍在産生甲烷。鄭永春説,生物消化過程中會産生甲烷,但其他的物理化學過程也會釋放甲烷氣體,比如鐵的氧化。因此,火星大氣中的甲烷究竟是來自與生命有關的生物過程,還是與生命無關的無機化學反應,這還有待探索。
著陸器是驗證火星表面安全著陸的技術平臺,主要目標是驗證歐洲後續火星探測任務必需的關鍵技術環節,如氣動熱力學分析、火星大氣進入與減速系統設計、制導導航和控制系統設計與著陸系統設計等。它計劃將一個重3千克的科學儀器包放在火星表面。
著陸器還將測量火星從高空至表面的大氣參數,包括大氣密度、溫度、壓力、風場等;測量火星強塵暴條件下的大氣特徵;擴展有效工程數據量,分析遙感測量數據與理論模型的差異。但鄭永春表示,由於受到科學儀器品質、能源供應和下傳數據量的限制,這些科學目標不一定能夠完全實現。
“由於著陸器上既沒有放射性同位素電池(核電源),也沒有太陽能電池板,因此它在火星表面只能依靠攜帶的主電池供電,其電力非常有限。”鄭永春説,著陸器在火星表面的工作壽命只有4個火星日(火星日比地球日長39分35秒)。
他表示,“ExoMars 2016”任務的實施,有望實現四大技術目標,包括驗證將科學儀器安全著陸在火星表面的大氣進入、減速和著陸技術;實現火星車對火星表面的巡視探測;實現火星次表層樣品採集;實現火星樣品採集、封裝、轉移和分析。在火星太空生物學計劃中,下一步還將實施“ExoMars 2018”任務。該任務以火星車為主。
鄭永春説,歐空局將於2018年7月發射探測器,釋放一輛火星車在火星表面著陸。火星車將攜帶一套鑽探工具和多套科學儀器,鑽探至2米深的土壤層,研究火星土壤的化學成分,以及可能存在的生命信號。“2米的深度能遮罩火星上的嚴寒、乾燥環境和很強的太空輻射,有利於火星生命的保存。”他説。
鄭永春表示,此次發射的軌道器屆時將與火星車協同探測,有望書寫搜尋火星生命的新篇章。
(科技日報北京3月14日電)
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