美国宇航局“毅力”号火星探测器拍摄到的河流三角洲的岩石火星景观。

毅力号于4月抵达火星上一个古老河流三角洲的底部。来源:美国国家航空航天局/姓名

超过15个月后降落在火星的杰泽罗陨石坑美国宇航局的“毅力”号探测器终于开始认真寻找古代生命了。

5月28日,“毅力”号在曾经是一个河流三角洲的陨石坑底部的一块岩石上磨出了一个5厘米宽的圆形补丁。这个三角洲形成于数十亿年前,当时一条消失已久的河流将层层沉积物沉积到耶泽罗,事实确实如此这也是NASA将探测车送到那里的主要原因.在地球上,河流沉积物通常充满了生命。

新地面的图像显示了小的沉积物颗粒,科学家们希望其中含有化学物质或其他生命痕迹。伦敦帝国理工学院的行星地质学家桑吉夫·古普塔写道,诗人威廉·布莱克的“从一粒沙子中看到一个世界”,在推特上

美国宇航局“毅力”号火星探测器拍摄的样本地点特写。

五月下旬,火星车在黄河三角洲撞到了第一块岩石,清理出一块圆形区域供检查。来源:美国国家航空航天局/姓名/ ASU

探测器将在未来几个月探索杰泽罗三角洲,与此同时,任务科学家将决定在哪里钻探和提取岩石样本。美国宇航局和欧洲航天局(ESA)计划在2033年之前回收这些样本,并将它们飞回地球进行研究,这是有史以来第一次从火星返回样本。

“去吃自助餐”

毅力降落2021年2月,距离三角洲边缘几公里的地方。它在最初的几个月里探索了陨石坑的底部竟然是由火成岩构成的这是一种随着熔融物质冷却而形成的类型。这在科学上是一个中奖,因为科学家可以根据火成岩化学元素的放射性衰变来确定其年代。但许多研究人员一直希望毅力号能到达三角洲,那里的细颗粒沉积物最有可能藏有火星生命的证据。

月球车终于在4月抵达了三角洲基地。它很快发现了灰色的薄层岩石,称为泥岩,这可能是由缓慢的河流或湖泊沉积的沉积物形成的。它还发现了粗粒砂岩,可能是在湍急的河流中形成的。加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室(JPL)的毅力号副项目科学家凯蒂·斯塔克·摩根5月17日在2022年天体生物学科学大会的在线部分上说,这些类型的岩石是研究火星上可能存在生命的各种环境的绝佳目标。

杰泽罗陨石坑三角洲的彩色增强图像,这里曾经有一个湖泊。

数十亿年前,当一条古老的河流(其河床显示在左侧)流入杰泽罗陨石坑并沉积了沉积物(图像中心)时,在那里形成了一个三角洲。沉积物往往含有有机物,这使它成为寻找古代生命迹象的好地方。图源:NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/布朗大学

任务工程师随后将“毅力”号驶离这个名为“魔法湖”的区域,驶往另一个名为“鹰嘴峡”的区域,也就是它目前正在工作的地方。这块新磨碎的岩石是在三角洲最低岩层之一的砂岩中制成的,这意味着它是由耶泽罗古河流形成的最古老的岩石之一,因此是寻找古代生命迹象的绝佳地点。

三角洲高出火山口底部约40米。“漫游者”的司机计划将“毅力”号发射到三角洲的正面,然后再返回,评估在哪里以及如何采集样本。“这就像在你填满盘子之前去吃自助餐,”喷气推进实验室的项目经理詹妮弗·特罗斯珀(Jennifer Trosper)说。在上升过程中,它将侦察岩石,包括磨损更多的补丁,以查看岩石内部。在向下的过程中,它将钻探并收集最有趣的样本。

就像一个孩子为他们珍贵的收藏品组装一套宝石一样,任务科学家们正在考虑应该对哪些岩石进行取样,以积累最多样化的地质资源。毅力号携带了43根样品管,每根都比铅笔粗一点。美国宇航局和欧洲航天局计划将大约30个装满的管子带回地球。

科学家们已经在考虑在哪里放置第一组样本,以便未来的航天器进行回收。一旦火星车返回地面,它可能会在三角洲的底部放置一些管子,在魔法湖和鹰嘴峡之间的一大片平坦地区。该任务的项目科学家、帕萨迪纳加州理工学院的地球化学家肯尼斯·法利(Kenneth Farley)说,当火星车到达火星时,“我们很有可能会放下第一个贮藏物”。“这才是真正的事情。”

任务规划者没有料到会这么快就放下样本,但这个位置很好——平坦,几乎没有岩石,可能会阻碍未来的样本返回飞船。“这是一个登陆火星的好地方,”特罗斯珀说。

美国国家航空航天局计划在9月份为行星科学家组织一次社区会议,以评估迄今为止收集的行星是否具有足够的“科学价值”。这是一个关键问题,因为归还这些管子需要花费大量的时间和金钱。法利说,美国宇航局希望更广泛的社区来评估任务团队的观点,即“我们已经收集了我们认为这个网站对我们可用的最高价值的缓存”。

富有成效的使命

美国国家航空航天局和欧洲航天局正在制定一项耗资50亿美元的计划,向火星发射两个着陆器——携带一个将采集样本的探测车,一枚将样本送入火星轨道的火箭,以及一艘将样本从轨道上捕获并飞回地球的宇宙飞船。第一次发射本应在2026年进行,但俄罗斯入侵乌克兰改变了时间表。欧洲航天局停止了与俄罗斯航天局在战争期间的所有合作。的紧张局势已经脱轨计划中的俄罗斯-欧洲火星探测器——现在美国宇航局和欧洲航天局正在重新制定他们的火星登陆计划。他们还有一些时间:毅力号的取样管设计可以在火星条件下使用几十年。

除了采集岩石样本,毅力号还在耶泽罗有了其他发现,包括沙尘暴是如何放空大量灰尘飞向空中1以及在火星富含二氧化碳的大气中,声速是如何波动的2.到目前为止,火星车已经行驶了超过11公里,在3月和4月,它在30个火星天内行驶了5公里,创造了一项地外距离记录。

毅力的伙伴,小型直升机匠心号这对火星车的一些成就起到了重要作用,但它在火星上的时间可能即将结束。最初设计为5次飞行,但它完成了28次飞行,超出了预期。从空中的有利位置,它帮助“毅力”号寻找最佳路线,并勘测了三角洲基地的平坦地区,未来的任务可能在那里着陆。

美国宇航局的独创性火星直升机在第25次飞行中获得的动画序列。

“好奇号”的助手直升机“匠心号”在4月8日的第25次飞行中拍摄了这段视频。这是迄今为止它飞行时间最长、速度最快的一次(尽管为了便于观看,这张动图被加速了五倍)。来源:美国国家航空航天局/姓名

然而,5月初,“匠心号”与火星车失去了联系,因为大气中的灰尘挡住了阳光,而“匠心号”需要阳光为太阳能电池板和电池充电。随着火星冬季的来临,“匠心”号现在面临着尘土飞扬的天空和更低的温度,最终可能会出现飞行困难。

“无论发生什么,”法利说,“匠心已经成功了。”