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火星车采样失败!只收回来一个空荡荡的试管,问题出在哪?

 918dc 2021-08-11

如果说,日常生活中什么事失败了叫做“翻车”的话,那么火星车遭遇的失败,应该就叫“翻火星车”了吧。最近,美国宇航局就遭遇了这样的困难 。

(图片说明:祝融号火星车)

8月6日,火星上传来了一喜一忧两条消息。好消息是,我国的祝融号火星车经过82个火星日的工作后,行驶距离累计达到了808米,目前性能一切良好。坏消息是,美国的毅力号火星车在尝试进行火星表面采样时遭遇滑铁卢,采集了个寂寞。

2020年7月30日,美国宇航局将毅力号火星车发射升空。经过差不多200天的飞行,毅力号在今年2月进入火星轨道,并着陆于火星的耶泽洛陨石坑。

(图片说明:毅力号火星车)

耶泽洛陨石坑极有可能是火星表面的一个史前湖泊的遗迹,当水消失后,留下了这个地貌。在它的两侧,还能看到入水口和出水口的地貌特征。几十亿年前,火星气候温暖,还有地表液态水,科学家自然而然会推测这里可能有生命存在过。因此,耶泽洛陨石坑是寻找史前湖泊和史前生命的最佳地点。

(图片说明:耶泽洛陨石坑)

尽管目前的火星车已经很先进了,但想要进行这些方面的深入分析,对于毅力号来说还是比较吃力的。最好的办法,就是将火星岩石样本带回地球,让科学家利用实验室的仪器进行分析。所以,耗资27亿美元的毅力号火星车,成为了历史上第一个尝试进行火星表面采样的探测器。

为了实施火星采样,毅力号火星车上配备了许多的装备,比如行星X射线岩石化学分析仪(PIXL)、长达2.1米的机械臂、9个钻头、43个试管、7个电机、以及传送转盘和储存仓等。

(图片说明:毅力号各部件名称)

在火星采样过程中,毅力号会首先利用PIXL对火星环境进行分析,选择它认为有研究价值的岩石。接下来,它就会用钻头进行钻取,然后把样品放到试管中。装有样品的试管会转移到传送转盘处,利用火星车内部的样本采集系统进行检验,评估样本的研究价值,然后决定是否放到储存仓中。每一次采集的过程,都要耗时几个小时。

根据美国宇航局的计划,毅力号将至少采集20个试管的样本。这些样本不会马上被送回地球,而是会一直放在火星车内部。毅力号不具备从火星上发射返回器的功能,所以只能封存样本,等着其他的探测器来取。根据美国宇航局的计划,他们将在2030年发射探测器,到火星上把这些样本取回来,供地球上的科学家进行研究。

(图片说明:样品管)

那么,这一次到底是出现了什么问题呢?

根据美国宇航局对外宣布的消息,毅力号火星车在当地时间8月6日实施了人类历史上首次火星表面采样的工作。原本以为一切顺利,但是数据表明,试管里竟然没有火星岩石!采集过程是火星车自主进行的,检测的方法也很简单,就是利用探针伸到试管里进行检测,说得通俗一点,就类似于伸进去一根手指头。结果表明,探针没有感受到任何压力,表明试管里没有样本。

这个结果令人震惊,美国宇航局的工作人员马上进行了数据分析。

(图片说明:毅力号火星车在火星表面钻的孔)

从毅力号的数据中可以看到:钻头工作一切正常,火星车对试管的处理也没什么问题。所以,检测不到样品的事实就更令人困惑了。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)负责毅力号项目的管理者之一Jessica Samuels说:“当探针被放到试管之后有一个步骤,那就是检测样品的体积。此时,探针并没有像预想中那样感受到阻力,如果试管里有样品,那就应该有阻力存在。”

此前美国宇航局在地球表面进行过多次火星采样的模拟,DNA从来没有遇到过这种情况,这也让问题显得更麻烦了一些。

(图片说明:进行观测的桅杆相机)

美国宇航局科学任务理事会副局长 Thomas Zurbuchen说道:“这不是我们期待的一举成功,在开拓新领域的方面,总会有一些风险。我确信,我们拥有着实现这一目标的最佳团队,也会坚持寻找解决方案,确保以后的任务能够成功。”

那么,这次火星采样失败的原因,到底在哪呢?

Jennifer Trosper说:“目前有一个初步的推测,导致检测出空管的原因是岩石样本很有可能不是像我们想象的那样在取芯过程中发生反应,至于采样和缓存系统的硬件出问题的概率则非常小。未来几天,我们团队会花更多的时间对现有的数据进行分析,也会获取更多的检测数据,从而确定导致检测出空管的根本原因。”

(图片说明:储存火星岩石样本的试管剖面示意图)

目前,技术人员准备利用毅力号机械臂末端的WATSON(用于操作与工程的广角地形传感器)对钻孔进行细节的拍摄,或许能够帮助他们找到一些答案。

虽然这是人类第一次进行火星表面采样的尝试,但在火星上打洞的尝试,美国已经进行过不止一次了。早在2013年的时候,好奇号火星车就曾经进行过火星表面钻探工作。当时的数据表明,火星的岩石比此前预期的要更硬、也更脆一些。另外,美国的洞察号火星着陆器金星的钻探也比预期要浅一些,据推测是被诡异的灰尘或粘稠的泥土拦住了。

Trosper参与了美国宇航局所有火星车的任务,她对于这种事已经“见怪不怪”了。所以她说:“这颗行星教给我们一些我们还不懂的事情,我所发现的其中一个道理就是,在这些复杂的第一次尝试中,总会遇到一些麻烦事。”

(图片说明:桅杆相机从上空拍摄的取芯钻头中的样品管)

实际上,在2030年前后准备实施火星表面采样返回的不仅有美国,还有我国。所以,毅力号火星车在采样时遭遇到的一切问题,都值得我们关注。我们不仅希望我国的火星采样计划能够在未来取得成功,也希望所有国家的航天事业顺利发展,推动人类的天文探索能力。

这么看来,虽说有的时候作为世界第一确实很骄傲,不过在走向第一之前,能有别人的前车之鉴,也未尝不可。

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