探索火星15年后,我们有了这些发现

This NASA 360-degree panorama image of Mars made from some of 800 images sent from the Opportunity rover on Mars shown in exaggerated colors to highlight different surface features released on July 9, 2012, shows past tracks of Opportunity (L) as well as Opportunity's dust covered solar panels cross the image bottom and an interior wall of 20-kilometer Endeavour Crater just below the horizon and right of center. Now that the northern Martian winter is over, Opportunity is rolling again, this time straight ahead (north). The rover is set to investigate unusual light-colored soil patches as it begins again to further explore the inside of Endeavour, a crater that may hold some of the oldest features yet visited. REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State University/Handout (UNITED STATES - Tags: ENVIRONMENT SCIENCE TECHNOLOGY) FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS. THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. IT IS DISTRIBUTED, EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS - GM1E87A0KPY01
A 360-degree panorama from Mars made from 800 images that the Opportunity Rover took during its journey.Image: REUTERS/NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State University/Handout
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作为星际探索领域最成功、持续时间最长的任务之一,美国国家航空航天局(NASA)的“机遇号”火星车任务在探索火星表面近15年后宣告结束;这项任务也为NASA重返这颗红色星球奠定了基础。

2018年6月,一场猛烈的席卷火星的沙尘暴笼罩了“机遇号”所在位置,此后火星车便与地球失去联系。工程师向其发送了1000多条恢复联系的指令后,NASA喷气推进实验室(JPL)太空飞行运行设施的工程师于周二最后一次尝试唤醒“机遇号”,但未能成功。这辆太阳能火星车最后一次通信信号于6月10日收到。

NASA局长吉姆·布里登斯廷说:“正是由于‘机遇号’这样的开创性任务,才会有那么一天,我们勇敢的宇航员踏上火星表面。那一天到来时,人们将铭记‘机遇号’团队的男女成员;他们的努力将体现在人类留下的第一个足迹中,也将体现在这辆不畏艰险、为探索事业作出巨大贡献的小火星车身上。”

“机遇号”的设计寿命仅为90个火星日,行驶距离为1100码(1000米),但它在耐久性、科学价值和任务寿命方面都远超预期。它的实际寿命是设计寿命的60倍;抵达火星上最适合安息的地点——坚忍谷时,行驶里程已超过28英里(45公里)。

“机遇号”俯瞰山坡,捕捉火星阴影:这幅马赛克图由NASA“火星探测漫游者”项目的“机遇号”火星车导航相机(Navcam)拍摄的五张图像拼接而成,展示了从Image: NASA/JPL-Caltech

NASA科学任务理事会副局长托马斯·祖布臣说:“十多年来,‘机遇号’一直是行星探索领域的标志性任务。它让我们了解了火星古老的过去——那时火星潮湿,可能适宜居住;它还揭示了火星上从未探索过的地貌。此刻,我们感受到的失落,必须与这样的认识相平衡:‘机遇号’的遗产仍在延续——既在火星表面的‘好奇号’火星车和‘洞察号’着陆器上,也在JPL的洁净室里,那里正在研制即将发射的2020火星车。”

最后一条信号通过NASA位于加利福尼亚州戈德斯通深空通信综合设施内的70米火星站天线发出,标志着一项多方面的为期八个月的恢复策略告终;这项策略旨在促使火星车恢复通信。

JPL“火星探测漫游者”(MER)项目经理约翰·卡拉斯说:“我们已尽一切合理的工程努力尝试恢复‘机遇号’,并认定收到信号的可能性极低,因此无法继续恢复工作。”

“机遇号”自拍: “机遇号”使用全景相机拍摄图像,并将这些图像拼接成这幅火星车全景图。Image: NASA/JPL-Caltech/康奈尔大学。

“机遇号”于2004年1月24日降落在火星子午线高原地区,比它从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射晚了七个月。它的孪生火星车“勇气号”早20天降落在火星另一侧、宽103英里(166公里)的古谢夫撞击坑内。“勇气号”行驶了近5英里(8公里),其任务于2011年5月结束。

从“机遇号”着陆那天起,地球上的任务工程师、火星车驾驶员和科学家便通力合作,克服种种挑战,让火星车从火星上的一个地质地点前往下一个地点。他们在崎岖地形中规划可行路线,让这辆重384磅(174千克)的火星探测车能够绕过岩石和巨石,有时甚至越过它们;攀爬坡度最高达32度的砾石坡(这是地球以外的纪录);探测撞击坑底部;登上山顶;并穿越可能曾是干涸河床的地带。它最后一次探索抵达了坚忍谷西缘。

JPL主任迈克尔·沃特金斯说:“我想不出比坚忍谷更适合‘机遇号’在火星表面长存的地方了。这辆勇敢的小火星车所创造的纪录、取得的发现以及展现出的坚韧,证明了建造并引导它的团队具有非凡的才智、奉献精神和毅力。”

跟随NASA“机遇号”火星车一同驰骋,聆听参与任务的科学家和工程师讲述幕后故事。这项探索原计划持续90天,却从2004年延续到2019年,历时超过15年。其间,“机遇号”发现了古火星存在液态水的确凿证据,并创下地外行驶纪录。制作单位:NASA/JPL-Caltech

“机遇号”的更多成就

  • 2005年3月20日创下火星单日行驶纪录,行驶距离为721英尺(220米)。

  • 传回超过217,000张图像,其中包括15幅360度彩色全景图。

  • 打磨52块岩石的表面,露出新鲜的矿物表面供分析;还用刷子清理了另外72个目标,为使用光谱仪和显微成像仪进行检查做好准备。

  • 发现了赤铁矿——一种在水中形成的矿物,发现地点就在着陆区。

  • 在奋进号撞击坑发现了强有力的迹象,表明那里曾有古水活动;这类水与地球池塘或湖泊中的可饮用水相似。

所有越野行驶和现场科学分析,都是为了实现“火星探测漫游者”项目的首要目标:在火星上寻找其气候和水的历史证据,并前往那些过去可能曾具备适宜生命存在条件的地点。生命离不开液态水,因此“机遇号”的发现表明,在火星历史上的某个时期,子午线高原的环境可能适宜居住。

康奈尔大学火星车科学载荷首席研究员史蒂夫·斯奎尔斯说:“从一开始,‘机遇号’就在寻找水的证据方面取得了成果。把‘机遇号’和‘勇气号’的发现结合起来看,它们让我们认识到,古火星与今天的火星截然不同;如今的火星是一个寒冷、干燥、荒凉的世界。但如果回望它的远古过去,就会发现令人信服的证据,表明地表之下和地表上都曾有液态水。”

布满尘土的火星车自拍:这张NASA“火星探测漫游者”项目“机遇号”火星车拍摄的自拍照,显示任务即将迎来第五个火星冬季时,火星车太阳能电池板上积聚的尘土。Image: NASA/JPL-Caltech/康奈尔大学/亚利桑那州立大学。

这些成就并非一路顺遂,任务偶尔也会遭遇外星环境的阻碍。仅在2005年,“机遇号”的一个前轮就失去了转向能力;加热器卡住,可能严重限制火星车可用的电力;火星上的一道沙纹几乎将它永远困住。两年后,一场持续两个月的沙尘暴一度危及火星车,后来才逐渐消退。2015年,“机遇号”无法再使用其256兆字节闪存;2017年,它的另一个前轮也失去了转向能力。

每次火星车遇到障碍,地球上的“机遇号”团队都会找到并实施解决方案,帮助它恢复运行。然而,2018年夏季形成的那场大规模沙尘暴最终压垮了这位火星探索史上资历最深的探测者。

卡拉斯说:“每当我想起‘机遇号’,都会想起火星上的那个地方——在那里,这辆勇敢的火星车远远超出了所有人的预期。但我想,我最珍视的,是‘机遇号’对地球上的我们产生的影响。它完成了卓越的探索,取得了非凡的发现;这一任务造就了一代年轻科学家和工程师,让他们成为太空探索者;公众一路关注着我们的每一步;‘火星探测漫游者’项目的技术遗产也由‘好奇号’和即将开展的2020火星任务延续。再见了,‘机遇号’,干得漂亮。”

火星探索仍在继续。NASA的“洞察号”着陆器于11月26日着陆,刚刚开始科学探测。“好奇号”火星车已在盖尔撞击坑探索六年多。NASA的2020火星车和欧洲航天局的“火星生物学”火星车都将于2020年7月发射,它们将成为首批专门搜寻这颗红色星球上过往微生物生命迹象的火星车任务。

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