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标题: 科学家欲从火星采集样本送回地球(图) [打印本页]

作者: tonymessi 时间: 2008-5-13 18:00
标题: 科学家欲从火星采集样本送回地球(图)
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火星取样艺术概念图
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美国宇航局的火星科学实验室

北京时间5月13日消息，据美国宇航局太空网报道，美国宇航局日前召开会议，重新审视火星取样返回计划，并且已在制定涉及范围更广的国际性战略，为这一计划注入新的活力。另外，研究人员正评估科学探索的优先性和战略，使此类任务的科学价值实现最大化。

　　揭开火星之谜唯一途径

　　过去几年，一系列轨道和地面探测任务证明，火星远比科学家过去想象的复杂，这个红色星球具有各种各样独特的环境，在潜在的科学回报方面，每种环境特有的价值都值得我们为之付出努力。将火星取样返回地面的高科技实验室，被很多科学家认为是揭开诸多火星未解之谜的唯一途径。取样返回任务同样被很多科学家视作协助航天机构准备未来载人火星探测任务的重要工具。

　　4月21日至23日，火星科学家、空间工程师和项目规划者齐聚美国宇航局，参加题为“火星的确凿事实：火星取样返回任务的科学回报”(Ground Truth from Mars: Science Payoff from a Sample Return Mission)的会议。与会代表就返回地球的火星样本科学数据的价值进行了重点讨论。另一个重大议题则是火星材料的包装、看护和处理，鉴于样本在揭示火星过去和当前环境条件的重要潜力，这些手段是确保科学家从样本中获取重要回报的必要保证。

　　会议由地外物质收藏与分析规划小组(CAPTEM)发起，该小组是由担任美国宇航局顾问的科学家组成的一个常务委员会。尽管尚未有任何国家或组织承诺为这个可能耗资数十亿美元的火星取样返回项目提供经费，但是科学家仍觉得他们正逐步奠定这项工作的基础。美国宇航局约翰逊航天中心天体物质研究和探索科学办公室(Astromaterials Research and Exploration Science Office)空间科学家道格·米恩(Doug Ming)说，火星两个孪生探测器“勇气”号和“机遇”号的工作从科学角度讲至关重要。

　　建立重要的信息宝库

　　米恩说：“当我们在地面上看到火星物质的无穷多样性时，我们倍感吃惊，这一发现令我们所有人都大吃一惊。”据米恩介绍，“勇气”号和“机遇”号过去四年多分别对火星表面的古谢夫陨石坑和梅里迪亚尼平原进行了细致勘测，产生了“庞大的信息来源，为未来的火星取样返回任务建立了重要的信息宝库。”米恩和其他与会科学家表示，涉及两个孪生探测器勘测地点的火星取样返回任务可能会被看作是将样本返回地球两步走任务的第一阶段。

　　美国宇航局还定于2009年发射新一代核动力火星探测器“火星科学实验室”，这个实验室将携带一个容器，用以存放精选的火星样本。搜寻地外文明(SETI)研究所、美国宇航局埃姆斯研究中心的研究人员约翰·卡尔茨(John Karcz)说，火星样本将一直保存在容器里面，直至它作为未来火星取样返回任务的一部分被送回地球。

　　按照设计，核动力火星科学实验室在火星表面的探测将历时一个火星年，相当于地球上近两年时间。卡尔茨表示，“如果我们在任务期间有时间、资源和意向的话”，容器可以存放5到10个，甚至更多的火星样本。这个容器设计独特，能使科学家用镜头去记录火星科学实验室任务期间的样本收集全过程。曲棍球大小的容器可以由未来的火星取样返回车轻松地移动，接着送回地面。

　　为未来探测提供必要支持

　　与此同时，目前在火星轨道运行的多个探测器——美国宇航局“奥德赛”号火星探测器和“火星勘测轨道飞行器”——的强大探测装置正在对感兴趣的目标地区进行检查，以寻找灭绝或未毁火星生物踪迹，研究火星演变，而欧洲的“火星快车”也将加入它们的行列当中。美国宇航局发射的“凤凰”号火星探测器定于5月25日登陆火星，研究火星液态水的历史，以及火星北极富含冰土壤的潜在用途，为未来的载人火星探测任务提供生命支持和其他方面的需要。

　　火星研究人员不经意间发现他们置身于具有科学价值的“糖果店”——实施火星取样返回任务的多个理想候选地点。例如，他们利用“火星勘测轨道飞行器”携带的高能变焦透镜去探测两个潜在的远古热水泉。据美国宇航局约翰逊航天中心天体材料采购与收藏办公室的天体材料档案馆馆长兼主管卡尔顿·艾伦(Carlton Allen)介绍，热水泉可能是一个舒适的小生境，随着火星气候变得越来越冷，越来越干燥，它不断向栖息于火星上的生命形式提供温暖的液态水。

　　艾伦和约翰逊航天中心的同事桃乐茜·奥赫勒(Dorothy Oehler)将这些可能存在的热水泉看作是对天体生物学极其重要的一个领域。艾伦说：“这可能就是那种我们优先选择实施样本返回任务的地方。如果结果确如我们所料，它可能是红色星球上最重要、最佳的天体生物学地点之一。”

与会专家各持己见

　　毫无疑问，火星取样返回任务将是代价高昂、危险重重的研究项目，在讨论如何做到以最小投入获得最大科学回报的最佳方式上，与会代表各持己见。印地安那州圣母大学土木工程与地质科学教授克利夫·尼尔(Clive Neal)说：“我们不希望投入如滚雪球一般越来越大，最终使其成为一个耗资100亿美元的返回任务。我们永远不能将样本送回来。让我们现实一点吧。”

　　天体材料研究办公室的戴维·米特尔菲尔德(David Mittlefehldt)说：“火星取样返回任务比其他所有火星任务的投入都大，这确实不是什么应该进行讨论的话题，我认为这是一个既成事实。轨道研究正变得越来越复杂。尽管如此，它却不能为火星表面地质状况提供准确可靠的描述。因此，我认为我们应该对别的能够提供这种地质内容的地方进行探索。”

　　阿尔伯克基新墨西哥大学陨星学研究所主任、此次会议的联合召集人卡尔·艾吉(Carl Agee)表示，诸如火星取样返回这样雄心勃勃的计划需要投入大量物力和精力，所以，就需要要向人们说明实施这个项目的具体理由。艾吉在接受采访时表示，启动火星取样返回任务的时机现在已经成熟，“我们能在从哪儿取样的问题上做出明智的决定，不用盲目地进行登陆。”他说，一个需要各方协作的火星项目将“表明所有此类工作如何有效结合以制定完善的探索战略。”

　　多个国家兴趣浓厚

　　阿肯色大学太空与行星科学中心主任兼阿肯色大学宇宙化学组组长的德里克·西尔斯(Derek Sears)说：“我认为，我们正面临这样的险境, 即一门心思地希望我们收集的首批样本超过预期，最终却以彻底失败收场。”西尔斯说，我们的目标不过是到达火星，选定一个适合的地点，采集最简单且最明显的岩石样本，将它们带回地球。他在接受采访时表示：“不必担心我们是否会在返回途中将这些岩石搞乱。我们只需将样本顺利带回。把它们放到实验室，这样就算大功告成了。不必过分担心这一问题，因为那样会令你痛苦不堪。”

　　位于加州帕萨迪纳市的喷射推进实验室火星探测委员会首席科学家戴维·比迪(David Beaty)说，火星取样返回任务最早有望于2020年实施，美国宇航局和欧洲航天局均对这一时间安排表现出浓厚的兴趣。比迪亦是本次会议的联合召集人。比迪在接受媒体采访时说，不仅在美国和欧洲，即便是在日本和加拿大，打造一支全球火星取样返回任务小组的愿望愈来愈强烈。

　　比迪表示，事实上科学界已设立了一个特别专家组——国际火星取样返回体系(IMARS)，代表来自六七个国家，外加美国宇航局、欧洲航天局、加拿大航天局和日本宇宙航空研究开发机构。比迪说：“他们正试图提出一个潜在火星取样返回计划书，分别呈给不同国家进行协商，以获得必要的预算。最终，我们需要做出一份相同的计划书，呈给各个国家和机构。

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