火星日报

俄乌战争下,ExoMars任务将何去何从?

Image火星上的奥克夏平原,ExoMars火星车计划的登陆点。图片来源:NASA

就在几个月前,火星生命探测计划(Exobiological on Mars,ExoMars)团队还满心期待,等到9月将漫游车罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin)发射到火星,这是一项欧洲和俄罗斯的合作任务。按照计划,着陆将在2023年6月进行,一切都准备就绪了:漫游车、运营团队,还有一群满腔热忱的科学家。

最终的准备工作是在2月21日开始的,部分团队前往意大利都灵进行最终的校准和标定测试。一切都进展顺利,有些团队因为英国的“尤尼斯”风暴(Storm Eunice)稍微迟到了一些时间,三天后,他们仍然完成了测试工作,留下了一些很不错的数据,这将有助于团队决定罗莎琳德火星车在火星上进行钻探的位置。工业团队也开始对火星车进行包装,准备将它运往发射场。

谁曾想,一场比“尤尼斯”更强大、更悲惨的风暴降临了:俄乌战争打响了。战争的迅速发酵也带来了一系列紧急会议,3月17日,欧洲航天局(ESA)的理事会和成员国决定暂停ExoMars任务。在欧洲航天局和工业合作伙伴7月份的一项研究报告发布之前,任务团队无法确定接下来会发生什么,但他们选择保持乐观。

罗莎琳德·富兰克林漫游车在所有计划用于火星探索的漫游车中,是独一无二的存在,它可以比此前的任何探测器都钻得更深,最深可以钻入火星粗糙表面以下2米。能做到这一点是一件很重要的事,火星地下的材料没有受到有害辐射的影响,因此可能包含过去或现在生命的线索。

罗莎琳德上的仪器包括全景相机系统(PanCam),这是一款将在火星上进行地质和大气科学探测的相机,还辅以了其他相机和地下探测雷达。罗莎琳德还将从火星地表以下收集原始样本,这些样本将存放在“分析抽屉”中,抽屉里的三台仪器将在那里进行矿物学分析并寻找生命迹象。

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ExoMars火星车在着陆平台顶部。

图片来源:泰雷兹阿莱尼亚宇航公司(Thales Alenia Space)/ESA

大约38亿年前,生命在地球上出现的同时,火星的环境也是宜居的。我们已经通过轨道飞行器和着陆器获得了火星表面曾经存在水的证据,那时的火星应该存在云层、雨水和厚厚的大气,还有多处火山和一个覆盖全火星的保护性磁场。这意味着火星基本上拥有生命所需的所有成分:碳、氢、氮、氧、磷和硫。如果像在地球上一样,生命也出现在了火星上,ExoMars任务就曾走在寻找它的路途上。

不过,自38亿年前火星失去磁场以来,这颗行星的气候已经发生了显著的变化,它现在极为干燥和寒冷,大气层也很稀薄,星球表面不利于生命存活。但在地表之下,一些生物物种可能幸存了下来,或者它们的遗骸可能保存了下来。

其他火星任务也在寻找着生命,美国航空航天局(NASA)的“毅力”号(Perseverance)火星车于2021年2月着陆火星,借助着火星上第一架飞机“机智”号(Ingenuity)直升机的图像引导,“毅力”号最近到达了一个古老的河流三角洲。

“毅力”号正在从杰泽罗陨石坑(Jezero Crater)收集样本,准备在未来通过火星样本返回任务带回地球上的实验室。罗莎琳德·富兰克林则将探索另一处历史稍更久远的位置,奥克夏平原(Oxia Planum),采集地下更深层的样本,也有大量证据表明这片平原过去曾经存在水。“毅力”号如今收集的样本有望与罗莎琳德·富兰克林的结果互为补充。

罗莎琳德的选择

按照原本的计划,俄罗斯将用一枚火箭发射罗莎琳德·富兰克林,随后由欧洲制造的航天器将火星车带到火星,然后由俄罗斯制造的平台将其降落在火星表面。俄罗斯还计划提供放射性加热器,让火星车的电池在寒冷的火星夜晚保持温暖。

现在,欧洲航天局正在考虑其他的选择。鉴于在2024年继续与俄罗斯合作的可能性很小,主要的可能选择是欧洲航天局单独行动,或者与美国航空航天局等机构合作。欧洲航天局新的阿丽亚娜6型运载火箭(Ariane-6)几乎已准备就绪,可以帮助发射火星车,SpaceX火箭也可以。对于着陆器和加热器,欧洲航天局要么单独通过调整现有技术,要么与美国航空航天局合作进行开发。

因此,我们可能还得等上一段时间,更重要的是,基于火星绕太阳运行的方式,每两年才会出现一次发射前往火星的窗口,接下来得等到2024年、2026年等等。目前可能性较大的是在2028年发射,这也仍需要各个团队的努力工作。乐观的情况是,欧洲航天局和成员国仍然期望任务能继续推进,大家都热切地期待着发射。

罗莎琳德·富兰克林团队的生活在2月24日发生了变化。自 2003 年以来,ExoMars全景相机系统的负责团队一直在致力于这项任务,此前他们曾为欧洲航天局命运多舛的小猎犬2号(Beagle 2)探测器提供了“立体相机系统”,该系统在2003年圣诞节着陆火星时几乎已开始正常工作。但后来的火星轨道探测器图像显示,小猎犬2号的最后一块太阳能电池板并没有完全展开,而通信天线位于太阳能电池板下方,因此无法与地球建立通讯,相机系统团队也一直没能等到来自火星表面的数据。

而现在,这支团队付诸努力近20年的ExoMars罗莎琳德·富兰克林探测器被叫停时,团队成员都感到无比失落。但这也无可厚非,他们仍在期待未来的发射。

团队负责人表示:即使再过十年,ExoMars仍将走在火星探索的最前列,得益于独特的深度钻探技术,罗莎琳德·富兰克林仍可能是第一个在太空中找到生命迹象的探测器。

原文作者:

安德鲁·科茨(Andrew Coates)

英国伦敦大学学院(UCL)马拉德空间科学实验室(Mullard Space Science Laboratory)副主任(太阳系)物理学教授

ExoMars罗莎琳德·富兰克林火星车上全景相机系统的负责人,领导着一支来自英国、德国、瑞士、奥地利等国的国际团队。

参考来源:

https://theconversation.com/our-mars-rover-mission-was-suspended-because-of-the-ukraine-war-heres-what-were-hoping-for-next-183927