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从火星拿石头回地球到底要多少钱?NASA说:24亿

2020-10-17 14:49 来源:杨园三居 浏览:

  NASA正在打造一台能将火星的生命迹象运回地球的火星车。

  2012年,Adam Steltzner成了工程界的明星。有赖他的团队对探测器机动性的大胆设计,NASA的火星探测器好奇号这一年在火星表面完美着陆。而现在,Steltzner只关心一个问题:清洁。

  他清洁执念的对象是一个和他的手掌差不多大小的深灰色金属管。Steltzner的工作地点是喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory , JPL)一栋仓库般的建筑:他是NASA下一个火星探测器的首席工程师。这个金属管就放在他办公室的一个工作台上。要完成这次火星探测器任务,它必须成为地球上最干净的物体之一。

  最早在2020年7月,这个重达一吨的六轮火星车将在佛罗里达州发射,携带43个这样的金属管开始长达七个月的火星之旅。抵达火星之后,探测器将在火星表面行驶,并用这些金属管采集尘土、岩石或气体。随后,这些管子将被密封存放在火星表面,等待几年、甚至几十年后的另一架航天器把它们带回地球。这将会是人类把火星物质带回地球的首次尝试。

  如果一切顺利,这些样本将会成为有史以来最宝贵的地外样本。塞在某个金属管里的,可能会是证明地外生命存在的那个微生物体、生物矿物质或有机分子。

  这就是Steltzner和他的团队要做到非常清洁的原因了。一个来自地球的细胞,或者一点点其它污染都会毁掉明确检测到火星微生物的全部机会。因此,项目团队正在设计一个机器人采样系统,以保证全程没有污染。“我们要比有史以来的任何人都更讲究干净,”Steltzner一边说,一边摇晃金属管,就好像在把跑错了地方的微生物甩走似的。“我们得好好设计这玩意儿。”

  这次尝试的赌注不能更高了。NASA把24亿美元和火星探测项目的未来都押在了火星2020探测器上。如果这次任务能够采集到一套无污染的岩石样本,且最终将这些样本取回地球,这些样本便将会决定太阳系科学的发展。如果计划失败——火星素有太空计划坟墓的恶名——航天局就将不得不放弃数十年来的梦想。

  在JPL的会议室、实验室和洁净室里,科学家和工程师们正在做出此次任务中一些最为关键的决定。从如何在火星表面保证金属管不过热,到探测器在火星上每一分钟该做什么才能按计划完成所有任务,他们探究和质疑着每个细节。2月是火星2020项目的关键阶段,因为NASA将进一步筛选可能的着陆点,进行一次决定性的设计审查,项目必须通过审查才能继续推进。到2020年发射时,任务成功与否都在一定程度上被现在的选择所决定。

  火星探测器的诞生

  阳光明媚的JPL依偎着洛杉矶东北部的山脉。校园里,不穿外套的工程师们漫步在桉树遮荫的小径上。其中一些人拐弯进入了一桩建筑,在这里,任务指挥员们操控着目前在火星上工作的两辆火星车。其他人则继续步行至179号楼——历史悠久的航天飞行器组装车间,无数通往月球、火星和行星际空间的任务都在这里诞生。

  现在,这里也是2020年火星探测器成型的地方。到目前为止,这栋建筑中巨大的洁净室里只有此次任务的一个主要部件——一个被包裹在褶皱的银色包装纸里的盘状隔热盾。这个部件是好奇号任务剩下的,将被回收利用在新探测器上。

Mars Landscape, NASA/JPL-CALTECH/ Cornell Univ./Arizona State Univ.; Rover, NASA/JPL

  四年前,在2020年的火星任务公布时,NASA就大力宣传了他们重复利用的能力。从1996年重11公斤的探路者号,到2003年重180公斤的“双胞胎”勇气号和机遇号,再到2012年重达900公斤的庞然大物好奇号,NASA已经成功将一系列探测器送上火星上。JPL设计制造了所有探测器,每一次新任务都意味着更复杂的设计和更大的科学野心。

  但现在,从工程学角度来看,一些为好奇号任务所做的工作可以直接用在2020年火星探测器上。新探测器约85%的部分将会继承过去的设计——底盘,动力和通讯系统,还有其它可以从好奇号上复制的元素。“我们用更少的钱办了更多的事”,参与过数次火星探测器任务的项目副经理Matt Wallace说。

  新探测器的科研部分则将重新设计:在火星上开展测量的工具,以及负责收集和储藏岩石样本的系统。新探测器的科学载荷将包括七套设备,都是全新或改进设计的。举例来说,探测器桅杆上的全景照相机将拥有变焦功能,可以细致观测科学家感兴趣的区域。探测器的激光设备将添加更多波长,拓展探测器对岩石化学和矿物学的研究能力。探测器的机械臂将会搭载紫外线和X射线质谱仪,能比好奇号的设备更加细致地测绘岩石。