欧洲火星生命探测任务启程 将探测火星大气成分

来源:凤凰网 2016-03-15 06:59:00

欧洲宇航局联合俄罗斯宇航局启动的一项名为ExoMars的火星探测任务本周起航。ExoMars气体探测轨道飞行器(TGO)于3月14日在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场搭载俄罗斯质子号火箭飞上太空,执行火星生命探测任务。此次任务将探测火星中的大气成分,主要是检测大气中的甲烷含量。甲烷通常被认为是生命存在的一种迹象。

欧洲火星生命探测任务启程

质子号火箭将于当地时间15时31分(格林尼治时间9时31分)发射,“迄今为止,我们的发射计划都进展得很顺利,所有准备都已经按照时间表成功就绪,不存在阻碍任务执行的实质性问题。”该计划的的欧洲总承包商泰勒斯阿莱尼亚宇航空公司(ThalesAleniaSpace)负责人WalterCugno告诉BBC记者。

质子号火箭的第一级火箭Breeze-M将用12小时将ExoMarsTGO送往火星运行轨道。此后在卫星进入轨道后不久,(大约在格林尼治时间21:28左右),位于德国达姆施塔德的欧洲航天控制中心预计将就能接受到卫星发出的信号。

着陆技术至关重要

通往火星之旅将历时7个月。TGO将在距离到达火星的前三天,即10月16日,发射一枚小型着陆器--夏帕雷利号着陆器(Schiaparelli)。卫星一旦进入火星表面,首要目标就是操作科学仪器,但是工程师们更加关注的是它在进入、降落直至着陆火星地表时的表现。

夏帕雷利号着陆器(Schiaparelli)

此次火星探测项目中,着陆技术至关重要。欧洲航天局科学研究中心的主任阿尔瓦罗教授说:“如果你想在未来参与更多的火星探测任务,你必须要展现出相应的能力,如果不能平稳着陆,就意味着技术水平还没有达到应有的高度。我们也必须向大家证明我们有这个能力。”值得注意的是,夏帕雷利号着陆器届时将展现一系列的科技应用,包括雷达、计算机以及相关的算法。而这些技术也正是将火星探测任务第二步计划中的火星漫步车送入火星的必要条件。

虽然官方计划于2018年发射火星漫步车,但目前看来,这一计划不太可能现实。一方面,火星漫步车的成本没有最终敲定,并且火星探测计划项目没有给予其足够的资金支持。另一方面,即使预算不是问题,但由于发射窗口过于狭小,很少有人对火星车能够按照预期的时间准时发射抱有积极态度。

对此,泰勒斯阿莱尼亚宇航公司的Cugno先生说:“现在看来,能否够按照预期发射火星漫步车是不确定的。在欧洲方面,我们有准备好发射的可能性,但从俄罗斯来方面来看,似乎有些渺茫。”需要注意的是,此次火星生命探测计划是俄罗斯和欧洲航天局联合执行的。在接下来的几周,官方也会发布正式声明,将火星探测任务项目中的火星漫步车发射计划的时间推迟至2020年,但火星车的问题不会对ExoMars的飞行器造成任何影响。

未来火星漫步车

甲烷之谜

一旦夏帕雷利号着陆器进入休眠状态,TGO将会用一年大部分的时间进入一个高于火星400公里的圆形轨道运行。在那里,TGO将利用其先进的仪器对火星大气气体进行收集。

这次任务探测的目标主要和收集大气成分有关,届时TGO将会采集火星空气成分组成不足1%的气体样本,其探测成分包括甲烷、水蒸气、二氧化氮和二氧化硫。其中,甲烷是其主要探测的焦点。甲烷是一种简单的有机分子,它在火星的严苛环境里很容易受到破坏。所以如果探测发现了这种气体是持续存在,或者不时出现浓度峰值,那么这就说明它有源源不断的供给来源。如果此次探测任务真的发现火星上有生命迹象,将对未来的火星任务大有启发。欧洲宇航局科学家HakanSvedhem表示:“如果我们发现火星上有生命,下一步任务就是研究这会是一种什么样的生命。”

火星上究竟有没有甲烷,这是一个被讨论了几十年的问题。NASA的好奇心火星车和欧洲宇航局的火星快车号(MarsExpress)此前都在火星大气中探测到甲烷的迹象。2003年,NASA的地面天文望远镜也曾发现甲烷的踪迹。不过尽管如此,甲烷的测量却变得稍纵即逝。2003年NASA探测到的甲烷,到了2006年就全消失了;好奇星火星车在2013年末曾四次探测到甲烷的浓度峰值,但是也没有准确做出测算。由于甲烷在火星大气中的浓度较低,分布也比较分散,这让它的存在若有若无,因此一些研究人员甚至认为此前所探测到的甲烷是火星车自身所泄漏的。

欧洲火星快车发现的甲烷迹象

但是发现甲烷本身就是一件令人着迷的事。NASA行星科学家NickSchneider表示:“ExoMars气体探测飞行器无疑将更好地回答甲烷的问题。”欧洲宇航局Svedhem也说:“TGO将通过分析光对于大气可见度的变化,来观察火星大气的组成。这是目前航天史上敏感度最高的一项任务。”

甲烷的来源从地理学上有两种解释。一种是甲烷是水和深层岩石矿物质相互作用产生的副产品。另一种则是甲烷起源于古代的地下冰川,经过融化而被是放在大气中,继而形成甲烷。

除了地理学方面的解释,也存在从生物学的角度来解释甲烷来源的可能。地球大气中90%的甲烷都来自于生物体,并且微生物也可能向火星排放气体。“不管出于哪种解释,我们都可以知道液体是存在于地下冰川的,这个结论有意识地改变了我们对火星生命迹象的看法,因为这意味着火星比我们所认知的要更为活跃一些。”欧洲航天局火星探测计划的科学家JorgeVago博士说。

TGO仪器会皆尽可能详细地描述甲烷在时间和空间上的分布。它一共装有四套仪器,其中两套传感器-NOMAD和ACS,他们将会在不同的高度和位置探测出不同季节大气分子的浓度。第三套仪器是CaSSIScamera,它将会寻找在火星表面可能存在的与甲烷来源相关的地质形态。第四套仪器FREND将探测火星近地表氢气,得出的数据可以代表水或水合矿物的存在。所有通过这些仪器所得到的信息都能够解释有关甲烷的问题。

点击查看原文

相关链接