火星车和直升机就位，美国火星任务即将执行，寻找火星生命的痕迹

2020年是26个月一遇的火星发射年，火星探测窗口重新打开，给人类提供了又一次探索火星的机会。

在今年，人类一共有三个火星探测任务执行。其中，阿联酋的希望号火星探测器在7月20日发射升空，我国的天问一号在7月23日成功执行，唯一还在等待的，就是美国的毅力号火星车了。

2020年的火星末班车

在此之前，NASA计划的时间是7月17日，不过被推迟到了月底。日前，NASA终于宣布，他们的新一代火星探测器毅力号，即将在当地时间7月30日（周四）早7:50，搭乘着宇宙神Ⅴ号运载火箭于佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空。这趟前往火星的末班车，终于要出发了。NASA局长吉姆·布里登斯廷兴奋地说：“发射准备已经完成检查，我们真的要出发了！”

（图片说明：宇宙神V号火箭，它将承担此次火星发射任务）

在此之前，美国已经向火星发射过许多火星车了。但是，在此前制定十年计划的时候，火星车任务仍然从许多任务中拔得头筹。这不仅因为NASA希望在30年代展开载人登陆火星任务，需要提前探测相关的信息，也在于他们开发了更多更先进的设备，可以让我们更加了解火星。

那么，这一次的毅力号火星车，到底有何特殊之处呢？

强大的探测设备

据介绍，毅力号火星车的体型大概和一辆SUV差不多，拥有6个轮，重量达到了1040公斤。它的重量是我国天问一号的火星车四倍还多，这一方面是因为天问一号还携带了绕火星轨道器，另一方面也在于毅力号的确配备了许多先进的科学设备。这些设备，都将向人类展示它们的强大能力。

• MASTCAM-Z：很显然，它就是毅力号的眼睛，桅杆相机可以对眼前场景进行缩放，实现立体成像，帮助毅力号规划最合理的前进路线；
• SUPERCAM：同样是一款功能极其强大的光学设备，可以发射激光束，对火星的岩石进行化学分析，从十几米外探测其是否含有有机物质；

• MOXIE：看它的名字就知道了，这是为了人类未来登陆火星任务做的准备，科学家将首次尝试将火星大气中的二氧化碳转化为氧气，如果该实验成功，未来人类登陆火星将很大程度上借助这个方法合成氧气；
• RIMFEX：可以对火星表面以下的地质结构进行探测和研究，不仅能够研究火星在过去的地质变化，还能尝试寻找地下水，以供未来登陆火星的人饮用；
• MEDA：火星环境动态分析仪，包含着一组灵敏的传感器，可以测量火星表面风速、温度、压力相对湿度等大量信息，评估火星表面气候及环境；

• SHERLOC：是一种利用拉曼光谱及冷体辐射对火星表面宜居地区进行有机物和化学成分进行观测的设备，对于我们寻找火星上的生命痕迹来说非常重要；
• PIXL：行星X射线岩石化学分析仪，是一种X射线荧光光谱仪，其分辨率极高，可以对盐粒那么大的目标进行检验和分析。

除此之外，毅力号还携带了很多其他设备，如：下一代宇航服的材料，以测试它们在火星表面对宇航员的保护能力；一块来自火星的陨石，帮助毅力号的设备校准；比好奇号更坚固的车轮，直径更大、宽度更小、并配有弧形钛辐条，延长其寿命；钻地设备，让毅力号能够钻破火星表层，取出下面的岩石，并通过发射的设备最终带回地球。

（图片说明：毅力号将携带五种宇航服材料，以测试其防护能力）

哦对了，它还携带了一个硅芯片，其中刻有过去一段时间在全世界范围内征集的名字。每个人都可以在网上输入自己的名字，然后被毅力号火星车带去火星。NASA一共征集了超过1000万个名字，不知道有没有你的名字？

前所未有的突破

虽然我们曾经说，由于阿联酋的火星探测器并非火星车，并且也不是自主制造，所以今年的火星任务主要是中美两国的科技竞争。

（图片说明：毅力号火星车整装待发）

但不得不承认，美国的火星探索任务还是要比我们先进的。比如说，他们除了要发射火星车之外，还将在历史上首次尝试利用悬空探测器，也就是无人机进行地球以外的探索工作。

这架无人机，被命名为机智号火星直升机（Ingenuity）。机智号同样携带了大量的设备，而且它还有一个巨大的优势，那就是不受地形限制。要知道，虽然毅力号名为“火星车”，但和地球上的车完全不一样。由于火星表面环境复杂、地面控制的困难，所以它每天最多只能行进200米。而机智号直升机可以飞到3-10米的空中，不必担心地形变化对前行距离的影响。

（图片说明：机智号火星直升机结构示意图）

想要在火星上进行飞行任务，并不是一件容易的事。这是因为，火星表面的大气压力非常小，只有地球的0.6%。我们都知道，大气压力小直接导致火星空气能提供的浮力也非常小，这给人类的飞行设备带来了巨大的麻烦。因此，科学家一方面需要提高机智号的飞行能力，另一方面也要尽量减轻它的重量，才能保证它更好地飞行。

据介绍，由于利用了大量如碳纤维管这样的材料，机智号的重量只有不到1.8千克。它会被附着在毅力号火星车的底部进入火星大气层，然后分离。

（图片说明：此前在肯尼迪航空中心待命的毅力号火星车，机智号无人机就附着在它的下面）

另外，鉴于人类科技的限制，机智号也不会执行太多的任务。它大概可以执行5次飞行任务，每次飞行不超过3分钟，最远可飞行300米。

这是人类在外星环境下首次尝试悬空探测器，随着这一次的尝试，科学家也会取得更多的信息和突破，这也是它的使命之一。未来，他们不仅要在火星继续尝试类似的任务，还会向包括土卫六在内的天体发射飞行器进行探索和研究，届时必将借助这一次的经验和收获。

（图片说明：机智号火星直升机）

来自火星的礼物

更加令人期待的是，毅力号火星车不仅要把地球的东西带到火星上去，还计划从火星采集样本带回地球，这同样是从来没有进行过的尝试。

我们从毅力号火星车的造型就可以看出来，它和以往的火星车有个巨大的区别，那就是有一个巨大的机械臂，看起来和挖掘机有点像。实际上，这就是为了采集火星样本而准备的。可以想象，虽然外形相似，但它比挖掘机的钩要复杂、精密得多。它一共包含了7个电机、9个钻头以及PIXL等强大的设备。

（图片说明：毅力号火星车的机械臂在火星采集样本假想图）

首先，它会利用PIXL的强大功能对地表以下的结构进行观测和分析，选择有可能具有价值的位置，把工作交给9个强大的钻头，这还只是第一步。

当它钻开地表，采集到样品之后，会将样本传送到传送转盘（Bit Carousel）上。这个转盘会将样本转移到火星车内部的样本采集系统中进行检验，这个系统是一个自适应缓存组件（Adaptive Caching Assembly），包含着超过3000个部件。它的任务，是评估样本的质量和价值。

（图片说明：毅力号火星车机械臂所包含部件示意图）

当它确认样本有足够的价值后，就会将其收入储存仓中，这个储存仓中包含42根封存火星样本的样品管。这个过程每一次都要耗掉数个小时，最终采集到足够的样本。

它们不会马上被送回地球，因为毅力号火星车已经不足以完成这项艰巨的任务。它们要在火星上等候，在大约十几年后足够强大的探测器被制造出来s，才会回到地球。

（图片说明：火星样品会在未来的火星任务中被带回地球）

生命的曾经，生命的未来

根据计划，大约在2021年2月18日，毅力号火星车将会降落在火星的耶泽洛环形山（Jezero crater）。据介绍，这个环形山很有可能是一个史前的火星湖泊，其地表结构也和地球湖泊的底部非常相似，并且有流入和流出的河道遗迹。鉴于火星表面的气候可能也曾经非常适宜，而且这样的环境持续的时间也足够长，因此这里很有可能曾经孕育过生命，至少是微生物等简单的生命。

（图片说明：耶泽洛陨石坑）

而毅力号的目标，就是要在这里寻找生命的痕迹，这也是其他火星探测任务都不可能错过的目标。而这一次，毅力号可能会比以往更加接近这个问题的答案。

说了这么多，相信大家也已经总结出来了，虽然小的任务非常多，但总体来说，毅力号承担着两个最重要的使命：

1. 探测火星环境，寻找生命现存或者曾经存在过的痕迹；
2. 为载人登陆火星任务做好一切必要的前期探测准备，确保未来人类在火星表面的生存万无一失。

（图片说明：毅力号的名字）

简单来说，它的任务既是回溯生命的曾经，也是追求生命的未来。正如布里登斯廷所说的那样，虽然“正处于新冠病毒流行的非常时期，但我们始终坚持着要继续进行这次任务，我们没有放弃，因为它太过于重要。”

众所周知，NASA的计划是在2033年左右首次执行载人登陆火星任务。在此之前，我们获得越多关于火星的信息，就越能保证里程碑式航天任务的成功率，因为这不仅仅意味着科技的突破，也关系着宇航员乃至所有可能会移居火星的居民的生命安全。

（图片说明：艺术家绘制的毅力号火星车工作图）

火星极有可能是人类的下一个家园，我们迫切需要对那里有更多的了解。只有更了解火星，载人登陆火星的任务才能更顺利地展开，人类的移民计划才能更早地实现。

因此，让我们祝福毅力号火星车，就像NASA祝福天问一号一样。不论怎么说，科学属于全人类，科技应该为全人类造福。

那是我们的明天。