重大發現!火星終於發現液態水!各國航空局著手登陸計畫

歐洲空間局MARSIS團隊宣布首次確定火星上存在成規模的液態水。

這是一個埋藏在火星南極冰蓋下1500米的地下湖,寬20公里。雷達數據無法給出湖水的厚度及其他細節,但能在零下幾十度的環境中仍不結冰,科學家們推測它的鹽分含量極高,接近“鹵水”。雖然地球南極類似的冰下湖中曾出現微生物,但這種環境對生物來說還是太極端了。

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歐空局用雷達探得火星南極冰蓋下有大湖

因此,比起鑽開這個地下湖一探究竟,科學家們更感興趣的是在緯度更低、溫度更高、條件更宜居的區域尋找地下水。

只是火星上現有的科學陣容恐怕難以完成這個目標。

各國現有的火星探測陣容

目前人類共有8個正在服役的火星探測器,5個來自美國,2個來自歐空局,1個來自印度。

首先是美國國家航空航天局(NASA)的“機遇”號和“好奇”號火星車。2004年,“機遇”號與它的孿生兄弟“勇氣”號一起降落在在火星赤道附近的南部高原分析土壤岩石,至今已超期服役14多年。不幸的是,目前火星上一場曠日持久的沙塵暴遮擋住了它的太陽能板。自6月12日來,NASA一直急切地等待它的信號恢復。

造價高達25億美元的“好奇”號則於2012年登陸火星南半球,調查著名的蓋爾隕石坑是否可能提供微生物的存活條件。

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好奇號走過的火星路

此外還有6個在軌飛行的探測器,分別是2001年發射的奧賽德號(美)、2003年發射的火星快車號(歐)、2005年發射的火星勘測軌道飛行器MRO(美)、2013年發射的曼加里安號(印)、2013年發射的火星大氣與揮發演化探測器MAVEN(美)和2016年發射的微量氣體探測器TGO(歐)。

NASA表示“沒看到”

這次立功的MARSIS,全名為“火星先進地下和電離層探測雷達”,其實就是火星快車號上的載荷。雷達發射電磁波,並接受反射回來的波。通過分析波反射回來的時間和強度,科學家可以推斷出接觸到了怎樣的物質。

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火星快車號

2012年5月至2015年12月期間的雷達數據識別出了一片20公里寬的異常明亮的反射體。科學家經過近3年的研究,排除了許多其他可能性,最終才敲定這是冰川與冰下湖的交界面。

有意思的是,NASA的火星勘測軌道飛行器MRO上搭載的SHARAD雷達並沒有看到這個明亮反射體。研究人員認為,這可能是因為該雷達使用的波段不同,不足以穿透冰層抵達冰下的湖面。

另一方面,這也說明冰下湖可能混有飽和的含鹽泥沙沉積物,不能形成光滑的鏡面反射。

展望中國火星計劃

如果未來包括中國在內的火星計劃能帶去更先進的探測計劃,在不同的波段合作,相信能在紅色星球的非極地區域有更多發現。

中國國家天文台研究員、行星專家鄭永春在接受新聞(www.thepaper.cn)採訪時表示,除了波段,工作方法也很重要。要知道,火星快車號有些年頭了,雷達探測頻率和分辨率較低,歐空局找到這個明亮反射體,實在是費了不少功夫。

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雷達探得地下水

鄭永春稱讚道,該團隊做了比較細緻的工作,用到新穎的方法,創造性可嘉。

在他看來,人類的火星探測不是一蹴而就的。一共四五十次的火星任務,每一次都能得到新的發現,積累更高分辨率、更多探測頻段的資料。

中國將在2020年開展的火星計劃將是第一次行星探測,搭載一些獨特的探測手段,在不同的時間、軌道和地區獲得不同的結果。“我們希望獲得更多創造性和創新性的發現,為人類未來移民火星的可能奠定更多基礎。”

 

—盤點各國火星計劃—

美國:2033登陸火星

作為火星項目的絕對領頭羊,2017月12月,特朗普的白宮一號太空令將重返月球和登陸火星同時提上了日程。

隨後,NASA為該計劃擬定了階段目標:

2018年已發射的洞察號探測器預計在11月登陸火星,對火星進行地震調查、地質測量和熱傳輸內部勘探。

2020年發射火星車,尋找火星是否有過往生命,演示氧氣生產,隨後探索如何採樣返回。

2022年發射深空門戶(Deep Space Gateway)的第一個組件繞月功率推進通訊元件(PPE)。“深空門戶”太空港(大型太空站)將作為通往月球表面和深空目的地的碼頭,即地球人往返地月和出發去火星的站點。

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美國計劃將月球建成太空碼頭

太空人可以依托“深空門戶”對月球進行為期20天至46天的考察,“深空門戶”還可以升降到不同月球軌道上運行。

2023年進行一次載人繞月飛行。

2033年前後正式登陸火星。

此外,矽谷狂人馬斯克的SpaceX公司也有雄心勃勃的火星殖民計劃。具體包括:

2022年把第一個貨運任務(first cargo mission)送到火星,目標確認水資源和識別危險,同時落實初始電力、採礦和生命支持基礎設施。

2024年預計將貨物和太空人一起送上火星,建造一個推進劑倉庫,並為未來的機組飛行做好準備。這些執行最初任務的飛船將成為SpaceX公司第一個火星基地的起點,最終在火星上建立一個自我維持的文明。

歐空局:進度落後

2017年,歐空局在“火星快車”號上載入了新的航天器軟件,將其服役年限將延長至2020年。

其與俄羅斯合作的ExoMars項目則因重要成員國義大利的財政狀況嚴重跳票。2016年,ExoMars項目終於走出第一步,微量氣體探測器TGO成功發射入軌,尋找火星上與地質或生物活動相關的大氣氣體。衛星攜帶的登陸器“斯基亞帕雷利”號卻在著陸過程中不幸墜毀。

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“斯基亞帕雷利”號在著陸過程中不幸墜毀

鑑於“斯基亞帕雷利”號是ExoMars火星車的先導驗證項目,該事故給ExoMars項目籠上了一層陰影。

歐空局目前給出的火星車最新發射時間是2020年7月25日。

印度:亞洲唯一

2014年9月入軌的曼加里安號是目前亞洲唯一一顆火星軌道探測器。印度也成了世界上首個發射火星軌道探測器一次就成功的國家。

曼加里安號的首要科學目標是展示完成行星任務的能力,其次才是科學探測。

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曼加里安號是目前亞洲唯一一顆火星軌道探測器

印度航天局(ISRO)計劃在2020到2021年間執行曼加里安2號任務。這項任務很可能由著陸器和火星探測器組成。印度目前尚未公開任何載人火星計劃。

中國:

中國計劃在2020年7月至8月用“長征五號”火箭發射首次火星探測任務,包括火星軌道器環繞探測和火星車軟著陸巡視探測,實現“環繞、著陸、巡視”一步到位。探測器將選擇全新的地點著陸。

探測器接近火星後,首先要讓它被火星引力捕獲,成為環繞火星飛行的探測器。之後,在合適時機,與環繞器分離的著陸巡視器將著陸到火星表面並釋放火星車,開展巡視探測。同時,環繞器繼續在軌道上進行科學探測。

火星計畫首席科學家萬衛星院士曾說道,中國首個火星探測器“肩負重任”,它將通過光學遙感探測火星形貌,看看火星表面長什麼樣;通過光譜等探測火星土壤元素、礦物成分及岩石類型;探測火星土壤結構及水冰,火星表面甚至地下淺層是否有水;還要探測火星空間環境,包括火星大氣。

萬衛星稱中國尚無載人火星項目時間表。

俄羅斯:慘不忍睹

作為老牌航天大國,俄羅斯的火星戰績可謂慘不忍睹,自蘇聯時期開始,所有19個火星項目以失敗告終,不是發射失敗,就是未能入軌,少數抵達的最後均出現故障。

2011年福布斯-土壤號火星探測器變軌失敗,更是賠上了中國搭順風車的螢火一號火星探測器。

下一步,就看與歐空局合作的ExoMars進展如何。

阿聯酋:“希望”

阿聯酋航天局計劃在2020年將希望號探測衛星送入火星軌道。

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