第一个在钛样本收集管中取芯的火星岩石样本。

就在9月6日取样管被密封之前,“毅力”号探测车在取样管内首次看到完整的岩心。来源:美国国家航空航天局/姓名

上个月尝试失败在美国,美国宇航局的“毅力”号火星车成功钻探、提取并储存了火星岩石样本,这是有史以来第一个将飞回地球进行研究的火星样本。

美国宇航局局长比尔·尼尔森在一份声明中说:“这是一项重大成就。”

8月6日,当火星车第一次尝试操作时,它试图取样的岩石在制成样本管之前就碎成了粉末。9月1日,第二次尝试在几百米外的另一个地方进行,进展顺利:钻头从一块名为Rochette的70厘米长的岩石中拔出了一个细长的圆柱体。工程师们随后暂停了这一过程,以便他们可以在样管中拍摄岩心,以确保其完好无损,几天后,即9月6日,他们将标本密封在样管中。

探测车在钻孔

探测器于9月1日钻入罗歇特。来源:美国国家航空航天局/姓名

罗切特的岩心现在被密封在“毅力”号的腹部,等待多年,直到未来的航天器能够取回它和其他探测器收集到的岩心。目标是收集约35个代表杰泽罗陨石坑地质历史的岩心,毅力号的着陆点,数十亿年前是一个河流三角洲的所在地可能含有古代火星生命的证据

罗切特与那段历史的关系尚不清楚。这块岩石来自一个被科学家们称为Citadelle的地区,因为它高耸在山脊线上,就像一座俯瞰山谷的城堡。沿着这条山脊线的一些岩石显示出地质上有趣的岩层;这些岩层可能是由风、水、火山爆发或其他过程沉积下来的。

加州理工学院(Pasadena)的地质学家、该任务的项目科学家肯尼斯·法利(Kenneth Farley)说,火星车的早期调查表明,罗切特是一种被称为玄武岩的岩石类型,可能是构成“毅力”号停车处山脊的古代熔岩流的一部分。罗切特显示了红色斑块和染色,以及充满盐的小洞,所有这些都表明它在一段时间内与水相互作用——也许是在曾经充满耶泽罗的古老湖泊的底部。

行星的惊喜

事实证明,Rochette是一块比火星车第一次尝试取样的岩石(位于陨石坑底部其他地方的一块名为Roubion的岩石)更适合钻探的岩石。鲁比昂也在很久以前就显示出与水相互作用的迹象,但在这种情况下,水似乎在物理上削弱了岩石,因为当毅力号敲击钻头时,它就变成了灰尘。法利说,如果火星车能找到一块看起来更坚固的岩石,它可能会在后面的任务中尝试钻探另一块类似于鲁比昂的岩石。

如果进一步的研究证实罗切特是玄武岩,那将在科学上令人兴奋,因为一旦它返回地球,研究人员就可以利用岩石中放射性元素的衰变来精确地确定它的形成时间——这在以前是不可能的,因为从来没有岩石从火星带回来过。

带钻孔的岩石合成图像。

钻孔后,在Rochette岩石上可以看到一个钻孔。来源:美国国家航空航天局/姓名

美国宇航局之前的火星探测器“好奇号”于2012年降落在另一个陨石坑,意外地遇到了岩石,这些岩石太硬了,无法钻孔——这与毅力号最初的问题正好相反。2008年的火星着陆器凤凰号(Phoenix)在收集泥土颗粒时遇到了麻烦,直到任务管理人员发现,泥土需要避免阳光直射,这样颗粒之间的冰就不会融化、重新冻结并粘合在一起。密苏里州圣路易斯华盛顿大学的行星科学家雷蒙德·阿维森(Raymond Arvidson)说:“火星是一颗真正的行星,充满了惊喜。”他参与了多项火星探测器任务,但没有参与毅力号。

关键时刻

现在,“毅力”号面临着更有效地收集岩心的压力。它2月份降落在耶泽罗因此,它花了六个多月的时间才收集到第一个样本。它应该在着陆后的一个火星年(略少于地球上的两年)内从陨石坑收集第一套岩心。由于探测器降落在距离其主要采样目标——杰泽罗的古河流三角洲2公里多一点的地方,它甚至可能要到明年年初才能到达那个地层。

但Arvidson表示,他并不担心目前任务的进度。除其他外,前三个月被用来测试并驾驶一架小型直升机到目前为止,该探测器已经进行了十几次飞行,并正在帮助执行任务的科学家为探测器选择有趣的飞行方向。月球车本身已经从着陆点向南,然后向西行驶了2.17公里,测量了地形,并进行了不涉及钻探的实验,比如使用探地雷达探测火星表面以下的情况。

在成功采集样本后,毅力号将向西北方向行驶几百米,进入一个名为South Seítah的地区,那里到处是沙丘、山脊和其他岩石和巨石。从10月2日到10月14日,任务规划者将很快有一个短暂的休息,因为火星将相对于地球移动到太阳后面,届时将无法与火星车通信。

美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(European Space Agency)正在计划一系列复杂的未来机器人任务,这些任务将前往耶泽罗,收集毅力号收集的样本,并将它们飞回地球,供科学家研究。样本到达地球至少要等到2031年。