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人类知道火星是一颗行星以来，就一直在思考火星上是否曾经存在过生命。我们可能很快就会得到答案。2 月，NASA 将其“毅力号”火星车及其同伴直升机“机智号”降落在一个名为杰泽罗撞击坑的古老河流三角洲。“火星 2020”任务旨在寻找古代生命的迹象，并收集钻探样本带回地球进行更深入的分析。
“这是我们第一次真正将火星的核心样本带回地球，”该任务机器人操作首席工程师 Vandi Verma 说。在此过程中，“毅力号”还将通过研究环境条件、识别水等资源以及测试制造氧气的方法，为未来的人类任务奠定基础。
“毅力号”并非 2021 年唯一一次进行火星任务的航天器。在“毅力号”着陆后不久，中国一辆名为“祝融号”的火星车也降落在了火星上。与 NASA 的火星车一样，它也被设计用来寻找古代生命的证据，并为未来的样本回收做准备。阿联酋的一艘名为“希望号”的轨道飞行器也抵达火星，进行了类似的研究，因为地球上的航天机构利用了与这颗红色星球相对较近的有利时机。
“毅力号”继承了其六轮前辈的遗产，它们已经证明火星曾经是一颗湿润且宜居的行星。现在，天文学家希望找出它是否真的曾经有人居住过。这辆新火星车引人注目的着陆点和先进的仪器为得出结论性答案提供了迄今为止最好的希望。
杰泽罗撞击坑的故事始于大约 40 亿年前，当时火星比现在温暖湿润得多，而地球上的生命才刚刚萌芽。一颗巨大的太空岩石击中了赤道以北，形成了一个直径约 750 英里的撞击盆地。最终，一颗较小的陨石在该区域又砸出了一个大洞，搅动了独特的岩石和沉积物混合物。
风险与回报
该区域的河流很快流入杰泽罗撞击坑，带来了丰富的沉积物，形成了一个深度超过四分之一英里、宽度是太浩湖两倍的湖泊。这片湿地可能是火星生命进化的理想场所，因此 NASA 选择杰泽罗撞击坑来寻找生命迹象。但同样的地质历史也给任务带来了风险。
“从工程角度来看，杰泽罗撞击坑是他们挑选的五六个候选着陆点中最危险的一个，”曾参与监督着陆的 JPL（喷气推进实验室）工程师 Andrew Johnson 说。“那里有许多可怕的巨石。”
因此，NASA 对“火星 2020”任务的导航系统进行了重大的工程改进。新设计的系统使航天器在下降过程中能够看到地面，计算其确切位置，并纠正航向，使其精确降落在一个受限制的区域。此外，火星车自主驾驶程序的升级也使其能够以前所未有的速度行驶。每天，“毅力号”的行驶距离约相当于火星车单日行驶记录的距离，即两个足球场的长度。
“我们可以降落在以前任务中被认为太危险的地形上，”也驾驶“毅力号”的 Verma 说。“现在我们可以更快地到达科学上更有趣的地形。”
“好奇号”的遗产
这辆新火星车在人们对火星今天是否存在生命（而不仅仅是在古代）的浓厚兴趣中抵达。NASA 的“好奇号”火星车在攀登 3.4 英里高的夏普山的漫长而缓慢的过程中，发现了清晰的甲烷气体迹象。微生物会产生地球上的大部分甲烷，但地质过程也会产生甲烷。到 2018 年，“好奇号”曾反复观察到火星夏季甲烷水平升高，然后在冬季下降。然而，由于检测甲烷的技术限制，科学家们仍然对其在火星上的存在与否争论不休。
“好奇号”火星车仍在运行，并继续监测甲烷。然而，“毅力号”在寻找微生物活动方面采取了更直接的方法。
这辆火星车具有生命探测能力，这得益于一个专门用于研究岩石表面的机械臂，以及另一个能够让 NASA 近距离观察岩石纹理的仪器。这些仪器——分别命名为 SHERLOC 和 WATSON——正在绘制“毅力号”沿途发现的岩石中的矿物质和有机分子图。任何有趣的样本都会通过火星车移动实验室中的仪器套件进行更深入的分析。例如，一块岩石中聚集的一组有机分子可能表明生命曾经存在于那里。其他指示古代环境的有趣迹象，例如古代盐水的痕迹，也可能引起科学家的兴趣。
首次样本
“毅力号”也不需要直接发现生命的证据。这辆机器人正在杰泽罗撞击坑收集表面样本，这些样本最终将在地球上使用更复杂的工具进行研究，因为地球上可以进行精确的年代测定。航天机构已经采样了彗星、小行星和月球，但没有任何任务曾从另一个行星收集过表面样本。
然而，根据时间安排，NASA 不一定第一个完成这项壮举。中国也通过其“天问一号”航天器和“祝融号”火星车有着类似的目标，这是第一个成功在火星上运行的非 NASA 着陆器。这辆火星车降落在了火星最大的撞击盆地——乌托邦平原，那里有一个比新墨西哥州还大的地下湖泊。中国航天局正在该地区寻找生命迹象。
NASA 和欧洲航天局的工程师们已经设计了他们的“拾取”火星车，以便在杰泽罗撞击坑快速收集“毅力号”的样本，以及一艘将它们发射到轨道的航天器。它们应该会在 2020 年代末抵达火星。
“我们将花费数十年时间研究这些样本，就像我们仍然研究从月球带回来的样本一样，”Verma 说。“尚未出生的科学家……将使用尚未发明的技术来研究这些样本。”
NASA 还将“毅力号”送去了一位机器人“偷渡客”。在火星车下方藏着一架小型太阳能驱动的直升机，名为“机智号”。当火星车站稳脚跟时，任务工程师们驾驶着他们的新无人机进行了一系列试飞，让人类在稀薄的火星空气中体验了第一次莱特兄弟式的飞行。
动态组合超乎预期
这架直升机最初被设计为一个低成本的技术演示器，其主要任务仅为三次飞行。但“机智号”的表现却远远超出了预期。当火星车开始探索河流三角洲时，它这架新的无人机“伙伴”也一同出发了。
每次仅持续几分钟的侦察飞行很快就显示出其价值，尤其是在评估地形以加快火星车路线以及为科学家们提供新的视角来理解地面发现方面。
现在“机智号”已经证明了它的能力，任务工程师们认为这架无人机可以成为“毅力号”的长途旅行伙伴。
“我不打赌我们的机器人输，”Verma 说。“我很想看到这架直升机一直陪伴我们到达杰泽罗三角洲，但我们是按部就班来的。”
