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削減有效載荷 更加靈活機(jī)動(dòng)

乍一看，美國宇航局（NASA）打算在2020年發(fā)射的火星探測器是正在這顆紅色星球上漫步的“好奇”號(hào)火星車的“孿生兄弟”。它將使用相同的底盤，并且由同樣的“天空起重機(jī)”系統(tǒng)將其送至火星表面。然而8月1日宣布的將由新探測器搭載的7件儀器顯然使2020年的火星探測任務(wù)變得更加簡潔、靈活。

數(shù)字便能說明一切：“好奇”號(hào)火星車的有效載荷為75千克，其建造成本為1.8億美元；“火星2020”號(hào)有效載荷為40千克，耗資1.3億美元。而騰出的空間為儲(chǔ)存最終將被送回地球的巖石樣本留出了地方。

與“好奇”號(hào)火星車相比，一些儀器也將變得更加先進(jìn)。例如，全景攝像機(jī)-Z將攜帶一個(gè)變焦鏡頭，從而使研究人員能夠攝制三維影片。更重要的是，可變焦攝像機(jī)將使得火星車能夠看得更遠(yuǎn)并且提前發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況，它可幫助分析火星表面的礦物質(zhì)并規(guī)劃火星車行駛路徑。而其他一些儀器，例如挪威制造的探地雷達(dá)則是全新的。

7件儀器中最令人感興趣的是麻省理工學(xué)院提出的造氧試驗(yàn)設(shè)備，它將從火星大氣中獲取二氧化碳，然后用二氧化碳做原料制造氧氣。NASA說，氧氣不僅可作為火箭燃料的助燃劑，也可供未來造訪火星的宇航員呼吸，因此這一試驗(yàn)“將有助加深認(rèn)識(shí)人類探索者怎樣利用火星表面的自然資源”。

西班牙科學(xué)家提議研制“火星環(huán)境動(dòng)態(tài)分析儀”并獲通過。它由一系列傳感器組成，可提供火星表面的溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、相對濕度以及灰塵顆粒尺寸和形狀等數(shù)據(jù)。下一代火星車還將裝備由挪威研究者發(fā)起的探測雷達(dá)，它可對火星表面下淺層進(jìn)行厘米精度級(jí)別的地質(zhì)構(gòu)造分析。

該火星車還將攜帶一種探測有機(jī)成分的紫外激光掃描儀和一種可對鹽粒大小的目標(biāo)進(jìn)行分析的X射線熒光光譜儀。此外，還有一種成像儀器可對火星巖石和風(fēng)化層進(jìn)行成像及化學(xué)成分分析，探測其中的有機(jī)成分。

在當(dāng)天于華盛頓哥倫比亞特區(qū)召開的新聞發(fā)布會(huì)上，這些新的功效得到了NASA科學(xué)首席助理John Grunsfeld的狂熱褒獎(jiǎng)。他說：“與‘好奇’號(hào)相比，這真是一套加大了馬力的工具。”

不過，總體而言，NASA精簡了“火星2020”探測器的有效載荷。最值得注意的是，它缺乏一件像“好奇”號(hào)火星車的火星樣本分析（SAM）套件——其中包含烘箱和質(zhì)譜儀，可以搜索一個(gè)樣本中特定的有機(jī)分子。

NASA當(dāng)天發(fā)表聲明說，這7件儀器是從該機(jī)構(gòu)收到的來自世界各地的58個(gè)方案中挑選出來的，這些方案是此前火星車所收到方案數(shù)量的兩倍，說明科學(xué)界對探索火星“格外感興趣”。

“火星2020”號(hào)仍然可以用一個(gè)更有限的方式尋找生命跡象。它攜帶的兩臺(tái)儀器——SuperCam和SHERLOC——將安裝拉曼光譜儀。這些儀器將用不同頻率的激光激發(fā)樣品中的分子，并從激發(fā)中尋找相關(guān)的輻射。拉曼光譜儀還有另一個(gè)優(yōu)勢：運(yùn)行速度快。項(xiàng)目科學(xué)家Ken Farley表示：“時(shí)間非常緊迫?！?/p>

NASA說，下一代火星車的任務(wù)首先是在“好奇”號(hào)等探測器的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探尋火星過去的生命跡象。其次是收集火星巖石和土壤樣本，這些樣本在另一個(gè)火星考察任務(wù)中將被帶回地球。

在美國航天探測計(jì)劃中，火星是主要目標(biāo)之一。2016年，美國將發(fā)射“洞察”號(hào)無人火星著陸探測器，考察火星內(nèi)部。美國還參與歐洲空間局的火星探測計(jì)劃，包括將于2016年發(fā)射火星軌道探測器以及在2018年發(fā)射火星車。最終，美國計(jì)劃于本世紀(jì)30年代把宇航員送上火星。