作者:付毅飞 来源:科技日报 发布时间:2016/3/15 9:38:52
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久远的谜题:那里到底有没有生命
专家解读欧俄火星探测器

 

北京时间3月14日,“ExoMars 2016”火星探测器发射升空。这意味着欧俄联合实施火星太空生物学计划开始实施。

中国科学院国家天文台研究员郑永春告诉科技日报记者,该计划始于欧空局1999年红皮书中提出的火星生物学设想,分为两步,主要目的是寻找火星上现在和过去曾经存在生命的痕迹。整个任务预算约16亿美元,将持续到2022年12月。郑永春介绍说,“ExoMars 2016”是该计划的首发探测器,主要有三大科学目标:寻找火星过去存在或现在存有生命的痕迹;分析火星次表层土壤中的水和化学环境;研究火星大气中的痕量气体成分及其来源。该探测器由痕量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,并为其他火星任务积累经验。

按计划,“ExoMars 2016”将于今年10月抵达火星。10月16日,着陆器与轨道器分离;10月19日,轨道器进入火星环绕轨道,着陆器被火星捕获,随后着陆在火星表面。郑永春说,轨道器将在距火星表面400公里高度的轨道,通过搭载的科学仪器对火星大气中的甲烷、水蒸气、二氧化氮、乙炔等多种气体进行探测,进而确定这些气体的分布区域及其来源。“这些气体是证明火星存在或曾经存在生物的标志。”他说,“相关区域也将是未来火星计划的优先着陆点。”

已有探测结果表明,火星大气含有微量的甲烷,且不同地区和不同时间的甲烷含量不同。由于甲烷在地质历史中难以长期存在,所以探测到甲烷预示着火星可能至今仍在产生甲烷。郑永春说,生物消化过程中会产生甲烷,但其他的物理化学过程也会释放甲烷气体,比如铁的氧化。因此,火星大气中的甲烷究竟是来自与生命有关的生物过程,还是与生命无关的无机化学反应,这还有待探索。

着陆器是验证火星表面安全着陆的技术平台,主要目标是验证欧洲后续火星探测任务必需的关键技术环节,如气动热力学分析、火星大气进入与减速系统设计、制导导航和控制系统设计与着陆系统设计等。它计划将一个重3千克的科学仪器包放在火星表面。

着陆器还将测量火星从高空至表面的大气参数,包括大气密度、温度、压力、风场等;测量火星强尘暴条件下的大气特征;扩展有效工程数据量,分析遥感测量数据与理论模型的差异。但郑永春表示,由于受到科学仪器质量、能源供应和下传数据量的限制,这些科学目标不一定能够完全实现。

“由于着陆器上既没有放射性同位素电池(核电源),也没有太阳能电池板,因此它在火星表面只能依靠携带的主电池供电,其电力非常有限。”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)。

他表示,“ExoMars 2016”任务的实施,有望实现四大技术目标,包括验证将科学仪器安全着陆在火星表面的大气进入、减速和着陆技术;实现火星车对火星表面的巡视探测;实现火星次表层样品采集;实现火星样品采集、封装、转移和分析。在火星太空生物学计划中,下一步还将实施“ExoMars 2018”任务。该任务以火星车为主。

郑永春说,欧空局将于2018年7月发射探测器,释放一辆火星车在火星表面着陆。火星车将携带一套钻探工具和多套科学仪器,钻探至2米深的土壤层,研究火星土壤的化学成分,以及可能存在的生命信号。“2米的深度能屏蔽火星上的严寒、干燥环境和很强的太空辐射,有利于火星生命的保存。”他说。

郑永春表示,此次发射的轨道器届时将与火星车协同探测,有望书写搜寻火星生命的新篇章。

(科技日报北京3月14日电)

 
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