重大发现!火星终于发现液态水!各国航空局着手登陆计画

欧洲空间局MARSIS团队宣布首次确定火星上存在成规模的液态水。

这是一个埋藏在火星南极冰盖下1500米的地下湖,宽20公里。雷达数据无法给出湖水的厚度及其他细节,但能在零下几十度的环境中仍不结冰,科学家们推测它的盐分含量极高,接近“卤水”。虽然地球南极类似的冰下湖中曾出现微生物,但这种环境对生物来说还是太极端了。

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欧空局用雷达探得火星南极冰盖下有大湖

因此,比起钻开这个地下湖一探究竟,科学家们更感兴趣的是在纬度更低、温度更高、条件更宜居的区域寻找地下水。

只是火星上现有的科学阵容恐怕难以完成这个目标。

各国现有的火星探测阵容

目前人类共有8个正在服役的火星探测器,5个来自美国,2个来自欧空局,1个来自印度。

首先是美国国家航空航天局(NASA)的“机遇”号和“好奇”号火星车。2004年,“机遇”号与它的孪生兄弟“勇气”号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,目前火星上一场旷日持久的沙尘暴遮挡住了它的太阳能板。自6月12日来,NASA一直急切地等待它的信号恢复。

造价高达25亿美元的“好奇”号则于2012年登陆火星南半球,调查著名的盖尔陨石坑是否可能提供微生物的存活条件。

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好奇号走过的火星路

此外还有6个在轨飞行的探测器,分别是2001年发射的奥赛德号(美)、2003年发射的火星快车号(欧)、2005年发射的火星勘测轨道飞行器MRO(美)、2013年发射的曼加里安号(印)、2013年发射的火星大气与挥发演化探测器MAVEN(美)和2016年发射的微量气体探测器TGO(欧)。

NASA表示“没看到”

这次立功的MARSIS,全名为“火星先进地下和电离层探测雷达”,其实就是火星快车号上的载荷。雷达发射电磁波,并接受反射回来的波。通过分析波反射回来的时间和强度,科学家可以推断出接触到了怎样的物质。

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火星快车号

2012年5月至2015年12月期间的雷达数据识别出了一片20公里宽的异常明亮的反射体。科学家经过近3年的研究,排除了许多其他可能性,最终才敲定这是冰川与冰下湖的交界面。

有意思的是,NASA的火星勘测轨道飞行器MRO上搭载的SHARAD雷达并没有看到这个明亮反射体。研究人员认为,这可能是因为该雷达使用的波段不同,不足以穿透冰层抵达冰下的湖面。

另一方面,这也说明冰下湖可能混有饱和的含盐泥沙沉积物,不能形成光滑的镜面反射。

展望中国火星计划

如果未来包括中国在内的火星计划能带去更先进的探测计划,在不同的波段合作,相信能在红色星球的非极地区域有更多发现。

中国国家天文台研究员、行星专家郑永春在接受新闻(www.thepaper.cn)采访时表示,除了波段,工作方法也很重要。要知道,火星快车号有些年头了,雷达探测频率和分辨率较低,欧空局找到这个明亮反射体,实在是费了不少功夫。

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雷达探得地下水

郑永春称赞道,该团队做了比较细致的工作,用到新颖的方法,创造性可嘉。

在他看来,人类的火星探测不是一蹴而就的。一共四五十次的火星任务,每一次都能得到新的发现,积累更高分辨率、更多探测频段的资料。

中国将在2020年开展的火星计划将是第一次行星探测,搭载一些独特的探测手段,在不同的时间、轨道和地区获得不同的结果。“我们希望获得更多创造性和创新性的发现,为人类未来移民火星的可能奠定更多基础。”

 

—盘点各国火星计划—

美国:2033登陆火星

作为火星项目的绝对领头羊,2017月12月,特朗普的白宫一号太空令将重返月球和登陆火星同时提上了日程。

随后,NASA为该计划拟定了阶段目标:

2018年已发射的洞察号探测器预计在11月登陆火星,对火星进行地震调查、地质测量和热传输内部勘探。

2020年发射火星车,寻找火星是否有过往生命,演示氧气生产,随后探索如何采样返回。

2022年发射深空门户(Deep Space Gateway)的第一个组件绕月功率推进通讯元件(PPE)。“深空门户”太空港(大型太空站)将作为通往月球表面和深空目的地的码头,即地球人往返地月和出发去火星的站点。

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美国计划将月球建成太空码头

太空人可以依托“深空门户”对月球进行为期20天至46天的考察,“深空门户”还可以升降到不同月球轨道上运行。

2023年进行一次载人绕月飞行。

2033年前后正式登陆火星。

此外,硅谷狂人马斯克的SpaceX公司也有雄心勃勃的火星殖民计划。具体包括:

2022年把第一个货运任务(first cargo mission)送到火星,目标确认水资源和识别危险,同时落实初始电力、采矿和生命支持基础设施。

2024年预计将货物和太空人一起送上火星,建造一个推进剂仓库,并为未来的机组飞行做好准备。这些执行最初任务的飞船将成为SpaceX公司第一个火星基地的起点,最终在火星上建立一个自我维持的文明。

欧空局:进度落后

2017年,欧空局在“火星快车”号上加载了新的航天器软件,将其服役年限将延长至2020年。

其与俄罗斯合作的ExoMars项目则因重要成员国意大利的财政状况严重跳票。2016年,ExoMars项目终于走出第一步,微量气体探测器TGO成功发射入轨,寻找火星上与地质或生物活动相关的大气气体。卫星携带的登陆器“斯基亚帕雷利”号却在着陆过程中不幸坠毁。

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“斯基亚帕雷利”号在着陆过程中不幸坠毁

鉴于“斯基亚帕雷利”号是ExoMars火星车的先导验证项目,该事故给ExoMars项目笼上了一层阴影。

欧空局目前给出的火星车最新发射时间是2020年7月25日。

印度:亚洲唯一

2014年9月入轨的曼加里安号是目前亚洲唯一一颗火星轨道探测器。印度也成了世界上首个发射火星轨道探测器一次就成功的国家。

曼加里安号的首要科学目标是展示完成行星任务的能力,其次才是科学探测。

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曼加里安号是目前亚洲唯一一颗火星轨道探测器

印度航天局(ISRO)计划在2020到2021年间执行曼加里安2号任务。这项任务很可能由着陆器和火星探测器组成。印度目前尚未公开任何载人火星计划。

中国:

中国计划在2020年7月至8月用“长征五号”火箭发射首次火星探测任务,包括火星轨道器环绕探测和火星车软着陆巡视探测,实现“环绕、着陆、巡视”一步到位。探测器将选择全新的地点着陆。

探测器接近火星后,首先要让它被火星引力捕获,成为环绕火星飞行的探测器。之后,在合适时机,与环绕器分离的着陆巡视器将着陆到火星表面并释放火星车,开展巡视探测。同时,环绕器继续在轨道上进行科学探测。

火星计画首席科学家万卫星院士曾说道,中国首个火星探测器“肩负重任”,它将通过光学遥感探测火星形貌,看看火星表面长什么样;通过光谱等探测火星土壤元素、矿物成分及岩石类型;探测火星土壤结构及水冰,火星表面甚至地下浅层是否有水;还要探测火星空间环境,包括火星大气。

万卫星称中国尚无载人火星项目时间表。

俄罗斯:惨不忍睹

作为老牌航天大国,俄罗斯的火星战绩可谓惨不忍睹,自苏联时期开始,所有19个火星项目以失败告终,不是发射失败,就是未能入轨,少数抵达的最后均出现故障。

2011年福布斯-土壤号火星探测器变轨失败,更是赔上了中国搭顺风车的萤火一号火星探测器。

下一步,就看与欧空局合作的ExoMars进展如何。

阿联酋:“希望”

阿联酋航天局计划在2020年将希望号探测卫星送入火星轨道。

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