美国“凤凰”号火星着陆探测器预计将于25日降落在火星北极附近。
如果成功着陆,“凤凰”号将取样分析火星地表下的冰层,得出的数据将用于判断火星上是否出现过液态水和有机化合物,这是生命存在的必要条件。
随着“凤凰”号着陆火星时间日渐临近,美国国家航空和航天局(美国宇航局)公布了关
于这次星际探测的更多细节。
凿冰取样 采集火星表层下的冰并加以分析是“凤凰”号此行的首要任务,也是其有别于其他火星探测使命的不同之处。
为此,这个由三支脚支撑的火星着陆探测器装备特殊,有着一条长2.35米的机械挖掘臂。这只由铝、钛等金属材料制成的机器臂膀可以弯曲,末端配有可用于掘土的反铲,能够挖掘61厘米深的壕沟。
降落之后几个火星日内,重约350公斤的“凤凰”号将开始挖掘工作,伸展机器手臂采取火星上的土壤样本。因为与地球转速不同,一个火星日比地球上的一天长近40分钟。
科学家认为,火星北极地带有大量冰层,存在于地表2到30厘米之下。一旦表层土壤清除干净、露出埋藏其下的冰层,“凤凰”号将正式开始凿冰取样。为此,“凤凰”号的机器手臂末端配有电钻,能够凿碎坚硬的冰层。
“凤凰”号探测任务的负责人之一雷·阿维德松形容说:“那儿将成为一个建筑工地……(冰层)坚硬的如同人行道。”
“迷你烤箱” 成功取样之后,“凤凰”号将就地分析火星冰样。“凤凰”号上的科学实验室即为此配备,其中类似迷你烤箱的装置是分析冰样的主要设备。
通过安装在“凤凰”号机器手臂上的照相机,科学家将选择用于进一步分析的样品。经一个漏斗筛选,这些样品将被分送至8个一次性使用的微型烤箱,每个烤箱长1.27厘米,直径0.32厘米。烤箱将缓慢加热冰样至982摄氏度,随之生成的水蒸气将由一个分光计加以分析,测量其中特定分子的体积和构成。
出发前,“凤凰”号经过全面消毒杀菌,以确保其采集的样品不被地球微生物污染。
“凤凰”号上的其他仪器还将分析火星土壤、冰层中的矿物质,并绘制土壤中个体颗粒的结构。“凤凰”号还将探测,在历史上出现更温暖、潮湿的气候条件时,火星现有的地下冰层是否融化过。如果“凤凰”号发现沉积的盐或砂,则可作为液态水曾经在火星上流过的证据。
美国亚利桑那大学的行星地理学学者彼得·史密斯是这次火星探测项目的负责人之一。他说:“我们真地想弄清楚,(火星上的)冰是否曾经融化过,因为液态水是可居住环境的必要条件。”
路透社报道因此认为,“凤凰”号这次降落火星,担负任务将揭开人类探索火星的新篇章。
不过,寻找火星上是否存在过生命痕迹并非“凤凰”号此行任务。“搞清楚"谁在那儿住"的任务还是留给今后的火星探测使命吧,”史密斯说。
“恐怖7分钟” 在火星上开展工作之前,“凤凰”号首先得经历“恐怖7分钟”,即从进入火星大气层到最后着陆的过程。
“凤凰”号预计将于格林尼治时间25日晚11时30分(北京时间26日清晨7点30分)之后开始降落。在距离火星地表125公里的高空,“凤凰”号将以1.9万公里的时速进入稀薄的火星大气层。
之后的7分钟内,“凤凰”号将利用与火星大气层的摩擦并打开降落伞减速,最后将减至时速8公里每小时,实现“软着陆”。
史密斯形容这个过程为“恐怖7分钟”。“尽力屏住呼吸7分钟,”他说,“有大把时间让人感到非常紧张”。
自人类探索火星以来,一半以上的探索任务因为探测器着陆失败而告终。与2004年成功着陆的“勇气”号和“机遇”号两架火星车不同,“凤凰”号这次着陆火星不会使用气囊减速。
美国宇航局喷气推进实验室项目主管巴里·戈尔德施泰因解释,用气囊减速的方法不适用于“凤凰”号这类重量偏高的火星探测器。若以此法着陆,“凤凰”号需要使用更大、更重的气囊,势必减少用于其他探测仪器的有效载重。
如果一切正常,美国宇航局将在格林尼治时间25日晚上11时53分(北京时间26日早7时53分)收到“凤凰”号从火星地面传回的信号。以光速传播的无线电波需要15分钟将信号从火星传至地球。
如果一切顺利,“凤凰”号将在着陆2个小时后向地球传回第一张图片,图像可能是其太阳能电池板。
目标“北极” 火星北极附近区域是“凤凰”号的着陆目标,选择此地有独到用心。
“凤凰”号的着陆点在火星北极平原瓦斯蒂塔斯-伯勒里斯上,在火星上的位置相当于地球上的加拿大北部。
史密斯解释,选择此地作为“凤凰”号着陆目的地,因为这是最有可能保存火星地质历史的地带。
在地球上,科学家研究气候变化历史的首选是两极地带,从那里取得的冰芯封存着地球气候变化的数据。同样的道理也适用于火星。
“我们一路北上,”史密斯说:“在那里,生命历史以最纯净的形式保存,诸如有机分子、细菌细胞微生物等等。”
“我们猜想,在火星上或许也是如此,”他说。“极地是个大储藏室,就好像你用厨房里的冰箱储存食物一样,行星把有机物质和生命的历史保存在冰层中。”
火星北极地带的平坦地势也成为降落目的地的选择的原因之一。阿维德松说,“这是整个火星岩石最少的地区之一”,能增加“凤凰”号着陆的安全系数。
漫长旅程 “凤凰”号于去年夏天从美国佛罗里达州发射升空,着陆火星之前穿越了漫长旅程。
降落火星之前,“凤凰”号已经旅行了6.79亿公里。抵达火星之后,它将呆在原地不动。
降落火星的最初几天里,“凤凰”号不会立即采取冰样,而将花些时间检测所携带设备是否可用,也会伸展机器手臂挖一、两掊土。
在第10个火星日,“凤凰”号将正式开始凿冰取样。接下来的3个月里,“凤凰”号将持续采取冰样,预计每天凿冰两个半小时。
与在火星表面执行任务已经4年的“勇气”号和“机遇”号火星车相比,“凤凰”号的任务时间较短,只有3个月。
科学家认为,在3个月任务结束后,“凤凰”号仍有可能继续存活一个月,直到火星上的秋天来临。但由于太阳能电池板供电不足,“凤凰”号不可能活过火星上的冬天。
“当太阳低垂之时,它的脚将被干燥的冰层覆盖,”阿维德松说。(袁原)
(责任编辑:曾玉燕)