計劃于2020年發(fā)射的NASA新一代火星車Mars 2020可以稱之為好奇號的高配版。這款好奇號Pro雖然外形看著和好奇號差不多,實際卻已經(jīng)把各種儀器設備都升級了一遍。
好奇號vs Mars 2020 | NASA
還將攜帶一個小型無人機,用于為火星車偵察地形和規(guī)劃路線。
無人機概念圖 | NASA [1]
更重要的一點是,Mars 2020還著眼于將來。它計劃展開一場超時空接力賽:采集火星巖石和土壤樣品,存儲起來,以待將來(不知道什么時候的)火星探測器將它們?nèi)』夭⑺突氐厍?。也就是說,Mars2020關系到未來十多年的火星探測。
Mars2020采樣返回的超時空接力,(2)(3)(4)任務可以一次完成,也可以分期完成,豐儉由人 | 漢化自:Nature News [2]
說了半天,這么牛逼的火星車到底要著陸在哪里?!這么重要的事NASA當然也覺得很難抉擇啦…
24億美元的挖掘機要送去哪里挖礦?估計擱誰都有選擇綜合征…
百里挑一的“風水寶地”
從2013年開始,科學家們就絞盡腦汁為Mars 2020火星車著陸點物色了100多個候選著陸點。
最開始提出的所有候選著陸點 |Science Definition report (Mustard et al, 2013) [3]
然而,對目前的人類而言,火星著陸依然是一件非常困難和危險的事。在哆啦A夢的任意門更高超的著陸技術實現(xiàn)之前,我們還無法想去哪里去哪里。
通常來說,科學家們目前更傾向于選擇緯度較低(南北緯30度以內(nèi)),地勢較低(可以有更久的大氣緩沖時間),地形平坦的區(qū)域。
粗篩一輪之后,只剩下了33個。
符合初篩條件的候選著陸點 |NASA Mars 2020第一次研討會[4]
在基本滿足工程需要的前提下,科學家們開始繼續(xù)評估每個點的科學意義。Mars 2020延續(xù)了好奇號的使命,終極目標是尋找火星上的水和生命痕跡。2015年的第二次研討會之后,一點一點艱難地篩到了8個[5]。
第二次研討會之后的8個候選著陸點位置 | [5]
到2017年第三次研討會之后只剩下了3個 [6]。
第三次研討會之后的3個候選著陸點位置 | [6]
這三個候選點是:
有過火山活動的 Northeast Syrtis Major;
有著古老的湖泊三角洲的 Jezero 撞擊坑;
以及勇氣號火星車曾經(jīng)戰(zhàn)斗過的地方,Gusev 撞擊坑。
最后一公里總是最困難的,選地方也是一樣。火星車只有一輛,地方只能去一個,但到了最后階段,每個候選點都有著自己獨特而難以割舍的優(yōu)勢,每個被剔出的候選點,背后也都有著無盡的嘆息和遺憾。
然而決定還是不得不做的。2018年的第四次研討會之后,NASA于11月20日公布了這個百里挑一的“風水寶地”——Jezero 撞擊坑[7]。
MRO HiRISE影像下的Jezero撞擊坑 |NASA / JPL / UA / Seán Doran[8]
Jezero撞擊坑在哪里?
Jezero 撞擊坑以波黑的一個小鎮(zhèn)名字命名,位于北半球赤道一帶(18.85°N 77.52°E),也在火星從北半球崎嶇高地向南半球平坦低地的交界上。
Jezero撞擊坑位于紅框區(qū)域中。(左)海盜號全球拼接影像;(右)MOLA地形(越藍越低,越紅越高)。來源:Viking/MOLA,制圖:haibaraemily
Jezero 撞擊坑位于直徑約1500公里的伊西底斯盆地的西北邊緣,2003年,歐空局火星快車號任務攜帶的著陸器小獵犬2號著陸失敗,埋骨于此。而與Jezero 撞擊坑毗鄰的尼利槽溝和大色提斯也都是Mars 2020熱門備選著陸區(qū)域。
(左)海盜號影像 | Viking,制圖:haibaraemily;(右)MOLA地形 | Mars2020第三次研討會Tim Goudge報告[9]
除了Jezero 撞擊坑和Northeast Syrtis,科學家們還在選址的最后階段提出過一個位于兩者之間的折衷位置(Midway),讓火星車從 Midway 慢慢前往 Jezero 撞擊坑。不過這個點最終沒有被選中。
該區(qū)域的MRO CTX拼接影像,原始分辨率5米/像素 | CTX [10],制圖:haibaraemily
Jezero撞擊坑里有什么?
Jezero撞擊坑直徑約49公里,形成于火星的諾亞紀(約41-37億年前),內(nèi)有明顯的三角洲和流水侵蝕痕跡,很可能是一個古老開放式湖泊干涸后的遺跡。在火星液態(tài)水充盈的年代,這里的湖水可能至少有250米深 [8]。
Jezero 撞擊坑全景 | CTX+HRSC,顏色是假彩色。制圖:JustinBl。
流水切割此處的基底形成了河道。兩條河流流入 Jezero 撞擊坑中,又從另一條河道流出。河谷入口處形成的三角洲保留至今,而Mars 2020就打算降落在這片三角洲附近。
Jezero 撞擊坑中的河流侵蝕作用遺跡,CTX+HRSC+HiRISE圖像合成 |漢化自:Mars2020第三次研討會Tim Goudge報告 [9]
流水也在這里搬運和形成了橄欖石、碳酸鹽、粘土等豐富的堆積物?;鹦潜砻嫜趸透咻椛涞?a href="http://www.hldxsj.cn/sell/search.php?keyword=%E7%8E%AF%E5%A2%83" title="環(huán)境" target="_blank">環(huán)境會破壞可能存在過的生物痕跡,但這些三角洲中快速掩埋的堆積物卻很有利于生命標記物的保存。
Jezero撞擊坑三角洲一帶豐富的堆積物:綠色是粘土、黃色是橄欖石和碳酸鹽 | NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University[7]
然而,我們?nèi)缃窨吹降腏ezero 撞擊坑卻不僅僅是流水干涸后的樣子。幾億年后,西方紀(約37-30億年前)的火山活動也波及到了這里。事實上,Jezero 撞擊坑底部大部分區(qū)域都被火山熔巖所覆蓋,坑內(nèi)發(fā)現(xiàn)的高鈣輝石和低鈣輝石礦物很可能也是火山活動的產(chǎn)物。
Jezero撞擊坑一帶的地質(zhì)單元圖,灰色區(qū)域全部都是火山熔巖 | 漢化自:Mars 2020第三次研討會Tim Goudge 報告[9]
再然后,流水退去、火山平息,Jezero撞擊坑一帶慢慢變得干燥荒蕪。隨著火星變得“死寂”,風掌管了幾乎一切。Jezero撞擊坑底部和火星其他很多撞擊坑一樣,留下了很多可能至今還在活躍的風成沙丘。
Jezero撞擊坑底部的沙波紋 。MRO HiRISE影像,原始分辨率25厘米/像素 | NASA Photojournal PIA19303
超時空接力賽的序幕
可能的生命的痕跡、流水地貌、三角洲堆積物、火山熔巖…帶著這些探尋目標,Mars 2020火星車計劃于2020年7月發(fā)射,并于2021年2月到達火星。
Mars 2020火星車目前的2條規(guī)劃路線 | Mars2020第四次研討會Jezero撞擊坑最終評估報告[11]
一場接下來將持續(xù)十多年的火星探測超時空接力賽,正式拉開了序幕。
目前所有進入火星大氣層的著陸器和火星車著陸點 | 數(shù)據(jù)來源:MOLA,制圖:haibaraemily
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