科学家强调，毅力号火星车的火星样本必须带回地球
文摘
2024-08-23 08:04
美国
https://www.space.com/perseverance-mars-rover-sample-return2022年12月在火星三叉口缓存的重复样本管之一。（图片来源：NASA/JPL–Caltech/MSSS）美国宇航局的毅力号火星车已从火星湖床收集了至关重要的样本，这些样本可能包含过去生命的证据。预算问题威胁到将这些样本返回地球进行详细分析的任务。原计划中的复杂回收任务面临延误和成本超支，促使美国宇航局寻求更便宜、更快的替代方案。火星车对样本的初步分析很有希望，但确凿的研究需要地球上的先进实验室。尽管面临挑战，科学界仍将此任务视为首要任务。尴尬了，上火星挖了土，但是拿不回来 ...... 但是科学家说的好：“这些样本已经在火星上静静地等待了35亿年。它们还能再等几年。”关于NASA火星样本返回任务的预算问题，请看本公众号之前的文章：火星干涸湖床的关键样本可能包含红色星球过去生命的重要证据——但预算超支正威胁着将这些样本带回地球的努力。只有将样本带回地球，研究人员才能真正挖掘这些标本所包含的秘密。自2021年2月着陆在杰泽罗陨石坑（Jezero crater）的古老湖床以来，美国宇航局的毅力号火星车已经持有43个样本管，继续在其中储存科学上有价值的火星物质。“这些样本是我们执行任务的原因，”加州大学伯克利分校的行星科学家大卫·舒斯特（David Shuster）在一份声明中说。舒斯特是美国宇航局这些样本收集和分析的科学团队成员。然而，尽管火星车上的仪器套件可以对样本进行初步分析，但要进行深入的科学研究只能在地球上的实验室完成。为了实现这一点，必须有一个任务前往火星，从火星车那里收集样本，并将它们带回来。计划是在本十年末发射该任务，并在2033年前将这些样本带回地球。然而，这个样本返回任务的成本，目前仍处于设计阶段，开始飙升至110亿美元，而返回这些样本的时间也被推迟到大约2040年左右。因此，今年早些时候，美国宇航局叫停了这些计划，并向私营太空行业征集新的、更便宜、更快的选择方案。这使得火星科学界陷入困境，他们意识到规模较小的回收任务可能无法实现他们原本设想的所有目标——这些目标被国家科学院十年调查标记为首要任务。目前有十个提案正在考虑中，这些提案来自蓝色起源、洛克希德·马丁和诺斯罗普·格鲁曼等公司。原始任务蓝图很复杂——在火星表面着陆一个火星上升器（Mars Ascent Vehicle，MAV），用某种方法从毅力号那里获取样本管（可能使用像Ingenuity那样的空中旋翼飞行器），火星上升器上携带样本从表面起飞，并与另一艘由欧洲航天局建造的航天器在火星轨道上会合，将样本带回地球。然而，无论这样的任务听起来多么艰巨，对于行星科学来说，用这些火星岩石样本来实现它是至关重要的。现在，一篇新的研究论文提出了对一些样本的初步分析，这些分析是由火星车本身进行的，以说明为什么我们必须将样本带回地球是如此重要。研究论文关注的是从35亿年前填满杰泽罗湖的河流三角洲收集的七个沉积物样本。这些样本是在2022年7月7日至11月29日之间收集的，包含了细粒和粗粒的砂岩和泥岩沉积物。“沉积岩很重要，因为它们是由水运输的，沉积到一个静止的水体中，随后在火星表面的某个时刻与这些液态水产生了化学作用，”舒斯特说。毅力号在‘Cheyava瀑布’自拍，这是火星车最近在2024年7月25日采样的沉积三角洲周围的一个地点。（图片来源：NASA/JPL–Caltech/MSSS）粗粒沉积物可以告诉我们有关沉积它们的水的化学性质，因为它们包含了从上游冲刷下来的碎屑和碳酸盐矿物。然而，将会得到最多关注的是细粒沉积物。这是因为它们是最有可能包含火星过去微生物生命证据的沉积物类型，如果它曾经存在的话。“这就是这些样本如此重要的原因，”舒斯特说。新报告描述了毅力号对采样材料的检查。它没有检测到有机物质，但舒斯特并不气馁。“我们在这些关键样本中没有明确观察到有机化合物，”舒斯特说。“但是，仅仅因为那个仪器没有检测到有机化合物，并不意味着这些样本中没有它们。这只意味着它们不在火星车仪器在那些特定岩石中可检测的浓度范围内。”毅力号在杰泽罗陨石坑的一个古老河流三角洲沉积扇周围的行进图。红色六边形标记了采样点。（图片来源：NASA）这就是为什么将它们带回地球如此重要，因为最先进的实验室可以解剖样本，了解它们的化学成分，并找出火星在那些年代到底发生了什么。“当我们将它们带回地球时，它们可以告诉我们很多关于火星何时、为什么以及持续多久包含液态水，以及是否肯能有一些有机的、前生物的甚至可能是生物的进化在那个星球上发生，”塔尼娅·博萨克（Tanja Bosak）补充说，她是麻省理工学院的地球生物学家，也是新研究的主要作者。到目前为止，毅力号已经收集了25个样本，包括重复样本和大气样本，以及三个“见证”管，其中包含了来自火星车的任何可能的污染物的样本。其中八个重复样本被缓存在一个名为三叉口的地点，火星车将它们留在表面作为备份，以防毅力号出现意外而不能将它的藏品交给样本返回任务。到目前为止采集的其他样本是火成岩，可能是在40亿年前形成杰泽罗陨石坑的撞击中产生的。因此，样本的潜在重要性不容忽视，正如新研究团队所强调的。“生命在35亿年前的那个时间点在地球上做着它的事情，”加州理工学院的火星车项目科学家肯·法利（Ken Farley）说。“基本问题是，生命在那个时间点是否也在火星上做着它的事情？”一旦我们将样本带回地球，我们可能最终能够回答这个问题，但鉴于实现这样一个回收任务的困难，也许最好不要急于求成，而是要正确地执行任务，即使这样做成本更高，耗时更长。这些样本已经在火星上静静地等待了35亿年。它们还能再等几年，直到我们准备好去取回它们。河流三角洲沉积物的分析发表在8月14日的美国地球物理联合会期刊AGU Advances上。https://www.space.com/author/keith-cooperKeith Cooper是英国的自由科学记者和编辑，拥有曼彻斯特大学物理学和天体物理学学位。他是《接触悖论：挑战我们在寻找外星智慧生命中的假设》（Bloomsbury Sigma，2020）的作者，并为多种杂志和网站撰写了关于天文学、太空、物理学和天体生物学的文章。
