地球|“毅力”号火星车即将“挖土”_

深圳特区报讯来自美国国家航空航天局（NASA）网站公布的最新消息显示， NASA正在为“毅力”号火星车机械臂上的科学仪器进行一系列的测试，为采集火星岩石和土壤样本做最后的准备，近期将开始钻孔并采集的岩石和土壤样本，并在未来的火星探测任务中被带回地球。
“毅力”号火星探测车于2020年7月30日从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空，在历经203天飞行后，于2021年2月18日在火星成功着陆。其任务是寻找火星远古时期可能存在过的生命迹象，为未来人类探索和登陆火星探路。
据美国国家航空航天局介绍，在确定采样日期后， “毅力”号火星车将根据地球发出的指令，从样品处理臂中取出样品管，然后将其插入取芯钻头，再将管子和钻头传送到机械臂上的旋转冲击钻机上，通过钻探火星岩石地质，填充进样品管中。待全部采样任务完成后，等待可返回式着陆器的到来，然后将样品带回地球。
“毅力”号火星车是美国火星探索计划中的重要一环。作为“好奇”号火星车的继任者， “毅力”号火星车的工作是在此前火星探测器的基础之上，对火星的地质和过去的气候特征进行探测。此次执行钻孔采样任务，又将成为美国未来火星采样返回计划的先驱。
与“毅力”号火星探测车同期抵达的还有一架名为“机智”号的直升机，重量约1.8公斤，能够通过太阳能板自行充电，每次最长飞行时间90秒，最长飞行距离300米，飞行高度约3米至4.5米。它的使命是验证在火星大气层飞行所需要的技术，为研发机器人或人类探索火星时携带的先进飞行器打下基础。
目前，美国国家航空航天局仍有两个探测器在火星上活动，分别是“好奇”号、“毅力”号，另外还有一架着陆器——“洞察”号和一架直升机——“机智”号，它们共同组成“探火小分队” ，开展探索火星的任务。
美国国家航空航天局喷气推进实验室有关项目人员马特·华莱士说：“这是我们第一次去另一颗行星寻找生命迹象，也是第一次采集另一颗行星的样本，并可能将其带回地球，当然，还有很多第一次将要发生。 ”
前沿科技
火星探测器全是黑科技
深圳特区报讯 “毅力”号是美国航天局造访火星表面的第九个探测器，也是首个从火星采样以供送回地球的探测器。与美国“毅力”号探测车一同抵达火星还有一架名为“机智”号直升机，也是此次火星探测的一大亮点。
“毅力”号大约3米长、2.7米宽、2.2米高（不含机械臂），重约1026千克，大小相当于一辆小汽车，是迄今美国航天局建造的体积最大、重量最重的火星车。“毅力”号搭载了7种主要科学仪器以及精密的样本贮存系统，其带往火星的相机数量为历次火星探测任务之最。
火星车借助由自带火箭提供动力的、名为“天空起重机”的助降系统着陆在火星，其减速伞上的传感器记录它进入火星大气层时的升温及运行情况，从而帮助工程师优化未来载人探测器及宇航员栖息设施等大型太空设备的着陆设计。 “毅力”号还搭载了名为“地形相对导航”的系统，使其迅速“理解”自己在火星表面所处位置，在向着火星表面降落过程中自动调整下降轨迹，以降至安全着陆点。
为了研究火星表面地质特征， “毅力”号搭载了名为“火星地下实验雷达成像仪（RIMFAX）”的探地雷达，这将是第一个在火星表面运行的探地雷达，科学家可以利用它拍摄高清图像，以研究被掩埋的古代河床等地质特征。 RIMFAX未来还有望用于寻找地下冰层的储存点，帮助宇航员获取饮用水资源。
“机智”号无人直升机于今年4月19日在火星上成功完成了首飞任务，尽管只上升了3米、悬停了30秒，但这是人造航空器首次在另一个行星上受控飞行，为研发未来机器人或人类探索火星时携带的先进飞行器打下基础。
“机智”号到达火星后，首先面临的是火星恶劣自然环境的挑战。火星大气比地球稀薄得多，密度不到地球的1% 。 “机智”号在稀薄的火星大气层中飞行时，其旋翼需要以高得多的速度旋转。此外， “机智”号着陆点耶泽罗陨石坑的夜间温度可低至零下90摄氏度，如何在寒冷的火星夜晚生存下来也是“机智”号面临的重大挑战。据介绍， “机智”号火星直升机从可行性研究到工程概念的实施再到最后实现首次火星飞行，耗时6年多。 “机智”号为人类探索火星提供了一个三维视角。
今年5月份，美国国家航空航天局展示了“机智”号首次试飞悬停时拍摄的火星黑白照片。 7月份， “机智”号在执行第9次飞行中发现了火星上一个“凸起的山脊” ，并发回高分辨率照片，照片显示 “凸起的山脊”具有岩石的特征。美国国家航空航天局专家介绍，直升机的图像比使用的轨道图像的分辨率要好得多，对研究火星表面提供更好的帮助。
新闻聚焦
三国“使团”共赴火星做客
深圳特区报讯就在“毅力”号火星车为首次火星采样做最后冲刺之时，其他国家的火星探测计划也在开展之中。事实上，今年以来，总共有三个国家的地球“使者”来到火星，执行火星探索的任务，它们分别是：中国的“天问一号”、阿联酋的“希望”号和美国“毅力”号，它们都是在经历了200多天穿越4亿7000万公里的旅程后，才来到这个红色的星球。
从“阿波罗”飞船探月开始，人类探索地球以外星球的速度就在加快。火星是太阳系中与地球最相似的行星，是研究地球外有无其他生命最合适的地方。三个国家的火星探测器来到火星，共同创造了历史，在人类探索太阳系的征程中留下浓抹重彩的一笔。
迎接地球“使团”的火星又是怎样的呢？
火星是一个寒冷的沙漠世界。它的大小是地球的一半。火星有时被称为红色星球。和地球一样，火星也有季节、极地冰盖、火山、峡谷和天气。它还有一个非常稀薄的大气层，由二氧化碳、氮气和氩气组成……
而这仅仅是人类目前所掌握的火星表面情况，火星还有更多的奥秘等待人类去探索。火星是否也和地球一样有生命？未来人类有没有可能移居火星？这些问题都激发着人类不断去探索火星。
今年7月29日，美国国家航空航天局发布了火星勘测轨道飞行器拍摄的火星南极冰盖，航天器还在这块冰附近探测到了黏土。科学家们提出，这种黏土是液态水的雷达反射来源，可以解释为液态水。如果火星曾经存在水，意味着存在微生物宜居的可能性。不少科学家猜测，火星在大约40亿年前，就像今天的地球一样温暖潮湿，但后来变成一个干燥荒凉的世界，火星或许就是我们地球的未来。
俄罗斯知名航天历史学家亚历山大·热列兹尼亚科夫认为，当前，随着人类对火星探测的不断深入，不仅增进我们对宇宙的了解，也将拓展整个人类的太空探索事业。探索火星将有助于人们回答生命起源和演变的问题。
火星故事
地球火星每两年有次“约会”
火星探测器发射窗口期两年轮一回
深圳特区报讯由于地球和火星的公转周期不同，两个行星大约每两年“邂逅”一次，届时地球与火星之间的距离最近。而在此期间，从地球上发射火星探测器可以缩短耗时，节省燃料，从而降低“探火”成本。因此要等两年才能迎来一次火星探测器的发射窗口期。
专家介绍，作为紧邻地球的行星，火星一直吸引着人类。
除了用天文望远镜观测外，探测器是研究火星的主要工具。火星与地球的相对位置，使发射火星探测器的时机选择非常重要，当二者距离较近时派遣探测器远赴火星，可减少探测器能耗，缩短其抵达火星的时间。此前最近的火星探测器发射窗口期是2020年7月，因此多个国家均选择在这个时间段发射火星探测器。
【地球|“毅力”号火星车即将“挖土”】比如，阿拉伯联合酋长国“希望”号火星探测器选择在2020年7月20日由日本成功发射升空。 “希望”号火星探测器是阿拉伯世界首个火星探测器。它重约1.5吨，设计寿命为2年，主要任务是观测火星大气的温度和湿度以及火星气候的变化等。 “希望”号将在距火星表面2万至4万公里的轨道上环绕火星运行，大约每55小时绕火星运行一圈。美国“毅力”号火星车则选择在2020年7月30日发射升空。此外，欧洲航天局计划于2022年发射火星探测器，日本计划于2024年发射火星卫星“火卫一探测器” 。
热点关注
人类为何频频惹“火”
火星上是否和地球一样，存在生命或者曾经孕育过生命呢？水是生命之源，如果在火星探测到有水存在的证据，那么是否就能证明火星上曾经存在过生命？地球的未来又是否会像火星一样呢？
一连串的问题结结实实地揭示了人类为什么要“探火”的原因。专家们普遍认为，探究这些问题，对预测我们地球以及人类的未来和发展都有着十分重要的意义。火星的起源和演化历程就是火星从初期形成到现在所经历的变化过程。火星是类地行星，研究火星演化对探索包括地球在内的类地行星演化的共性有着十分重要的科学意义。
火星的演化是一个十分复杂的过程，既有火星自身特性的演变，也有火星环境的演化，火星独特的地形地貌和物理特性，承载了其演化的丰富信息。火星和地球存在诸多相似之处：和地球一样具有大气层；有昼夜之分；也有一年四季的交替。因此，人们不禁好奇：人类今后是否有可能移民火星呢？
随着世界经济、社会和科技的发展，人类对探索太阳系的起源与演化、寻找地外生命、拓展生存空间的需求越来越迫切，深空探测是人类探索宇宙奥秘、追寻生命起源的重要手段。火星作为在太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星，成为了人类走向深空的重要探测目标。
目前，世界上越来越多的国家加入火星探测之列，其目的都是探究火星生命的存在和演化过程等问题，更可以借此了解地球的演化历史和预测地球的未来变化趋势，同时也为人类开辟新的生存空间寻找潜在的目标，为人类社会的可持续发展服务。随着对火星认识的加深，也许有一天，人类真的可以像电影《火星救援》里那样，在火星基地上生活和工作。
火星探索大事记
1960年10月苏联发射“火星-1960A”探测器，由于运载火箭故障而失败。这次发射被看作人类火星探测的开端。
1964年11月美国发射“水手4号”飞船，从距离火星1万公里处拍摄了21幅照片，成为世界首颗成功飞临火星并发回数据的探测器。
1971年5月美国发射“水手9号”飞船，沿火星外层空间轨道飞行，成为火星的第一颗人造卫星，成功拍摄了火星全貌。
1975年美国发射“海盗1号” ，次年7月释放的着陆器顺利落至火星表面，向地面传回彩色照片。
1996年12月美国“火星探路者”号发射。次年7月其携带着陆器落至火星，放出“索杰纳”号火星车，实现漫游考察并发现远古水痕。
2003年4月美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别于6月和7月发射升空。 2010年， “勇气”号与地球失去联系。 “机遇”号则于2019年2月正式停止工作。
2003年6月欧洲航天局“火星快车”探测器升空，并成功实现火星环绕，发现火星南极存在冰冻水，这是人类首次直接在火星表面发现水。
2007年8月美国“凤凰”号探测器启程，次年5月在火星北极着陆。 “凤凰”号在加热火星土壤样本时发现水蒸气，为火星有水找到证据。
2011年11月美国“好奇”号火星车发射升空。 2012年8月， “好奇”号火星车在火星表面着陆，这是人类在其他星球登陆的最精密移动科学实验室。
2018年5月美国“洞察号”着陆器成功发射，携带可深入火星表下5米的钻头对火星进行深度钻岩。实现人类首次探究火星“内心”的奥秘。
2020年7月全球共有三大发射火星探测器行动：中国“天问一号”、美国“毅力号”火星车、阿联酋“希望号”火星探测器。
撰文：徐强