机遇号探测器退役——美国火星登陆计划继续向前推进

前不久,美国宇航局(NASA)宣布,原预计工作90天的火星“机遇号”(Opportunity)探测车,在大大超期工作了15年后,正式退役。

2003年6月10日和7月7日,宇航局向火星发射了两枚运载火箭,第二年的1月3日和24日,火箭搭载的“勇气号”(Spirit)和机遇号火星探测车分别在火星表面成功着陆。它们是1996-1997年火星探路者及其携带的小型漫游车旅居者号之后,用大型探测车再次对火星展开的移动探测任务。

以往的火星探测经验显示,由于火星大气层沙尘暴频发,探测器赖以为生的太阳能电池板很容易被吹起来的尘土遮盖,像探路者/旅居者就只工作了不到三个月(7月4日至9月27日),所以勇气号和机遇号设计的工作寿命为90天。但是后来的情况证明,沙尘暴既可能将尘土吹起来覆盖电池板,也可能将电池板上的沙尘吹除,所以两艘探测车的运行寿命都大大超过了预期。

勇气号和机遇号体积和重量都大于旅居者。旅居者(Sojourner)只有65厘米长,重10公斤,而勇气号和机遇号则与一辆高尔夫球车相当,长1.6米,重180公斤。

勇气号一直工作到2010年3月,比预计寿命高出20倍,直到它陷进一处松软的沙坑不得动弹。机遇号的运气还要好得多,原先计划在火星上移动1公里,实际上它穿越了45公里,直到去年6月的一次严重沙尘暴导致联络中断,之后上千次发送指令都未能得到响应,直到今年2月13日,宇航局正式宣告它的使命结束。

机遇号装备了当时最先进的火星探测仪器和装备,包括导航、避障和全景等摄像机,多台用途不一的光谱仪和其他用于研究火星沙土岩石成分的仪器。通过证实火星上存在赤铁矿石,以及数个陨石坑周边的地形,说明了在那里曾经有过表面水资源和水流现象。它还首次在地球之外实际发现有陨石,而且发现的陨石含有铁镍成分。

尽管机遇号已经不再继续工作,但是美国宇航局在2011年发射、2012年8月着陆的“好奇号”探测车,以及去年11月刚刚成功降落火星的“洞察号”探测器,仍然在火星表面漫游或进行深层探测和研究,而且最新的“火星2010”计划正在向着预定的目标推进。

火星2020任务将于明年7月向这颗红色星球发射一辆最新的探测车,计划于2021年2月在火星着陆。预计将在火星工作至少一个火星年(相当于地球上的687天)。这辆全新设计的探测车将装备更强大的钻探和挖掘手臂,寻找火星上可能存在过的生命迹象,采集并存贮样本,以备下一步将它们运返地球进行更详尽的研究。同时将对火星的气象和地质条件进一步进行分析研究,特别是在二氧化碳占据96%的火星大气环境下如何制备氧气,发现和采集可能的地下水源,以及其他满足宇航员生存所需的条件,为今后人类登陆火星、建立火星基地做好准备。目前正在选择探测车的着陆地点。

美国宇航局位于加州帕萨迪纳喷气推进实验室的研究人员在试验场探讨火星探测车的设计。他们周围是先后三代探测车的试验原型:左前方是“旅居者”,左侧是“勇气号”,右侧则是“好奇号”。(美国宇航局)
美国宇航局位于加州帕萨迪纳喷气推进实验室的研究人员在试验场探讨火星探测车的设计。他们周围是先后三代探测车的试验原型:左前方是“旅居者”,左侧是“勇气号”,右侧则是“好奇号”。(美国宇航局)
 “勇气号”在火星表面发现那里过去有水存在和水流证据的几张照片。从左上方顺时针依次为:勇气号车轮碾压出来的白色纯二氧化硅,在地球上它存在于热水泉或气泉出口及其周边,它是生命可能诞生的地方;这是机遇号所发现的pH值为中性的粘土地带,应该是古代火星最适合生命繁殖的地方;机遇号发现的色彩斑斓的石膏岩脉,它是水流经岩石裂缝时沉淀下来的,是生物可能存在的地质条件;这个地区存在赤铁矿物,是当年对微生物生长不利的酸性环境下生成的。(美国宇航局)
“勇气号”在火星表面发现那里过去有水存在和水流证据的几张照片。从左上方顺时针依次为:勇气号车轮碾压出来的白色纯二氧化硅,在地球上它存在于热水泉或气泉出口及其周边,它是生命可能诞生的地方;这是机遇号所发现的pH值为中性的粘土地带,应该是古代火星最适合生命繁殖的地方;机遇号发现的色彩斑斓的石膏岩脉,它是水流经岩石裂缝时沉淀下来的,是生物可能存在的地质条件;这个地区存在赤铁矿物,是当年对微生物生长不利的酸性环境下生成的。(美国宇航局)
美国宇航局火星探测2010计划的探测车装备的仪器示意图(美国宇航局)
美国宇航局火星探测2010计划的探测车装备的仪器示意图(美国宇航局)