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人类下一次探索火星的「停车场」已经选好了,后年就出发

图片:《火星救援》

如何评价 NASA 敲定下一代火星车 Mars 2020 着陆点?

haibaraemily,公众号:haibaraemily_planets

本回答由我和知友 @JustinBl 共同完成~

计划于 2020 年发射的 NASA 新一代火星车 Mars 2020 可以称之为好奇号的高配版。这款好奇号 Pro虽然外形看着和好奇号差不多,实际却已经把各种仪器设备都升级了一遍。

还将携带一个小型无人机,用于为火星车侦查地形和规划路线。

更重要的一点是,Mars 2020 还着眼于将来。它计划展开一场超时空接力赛:采集火星岩石和土壤样品,存储起来,以待将来(不知道什么时候的)火星探测器将它们取回并送回地球。也就是说,Mars2020 关系到未来十多年的火星探测

说了半天,这么牛逼的火星车到底要着陆在哪里?!这么重要的事 NASA 当然也觉得很难抉择啦…

24 亿美元的挖掘机要送去哪里挖矿?估计搁谁都有选择综合征…

百里挑一的“风水宝地”

从 2013 年开始,科学家们就绞尽脑汁为 Mars 2020 火星车着陆点物色了 100 多个候选着陆点。

然而,对目前的人类而言,火星着陆依然是一件非常困难和危险的事。在哆啦 A 梦的任意门(划掉)更高超的着陆技术实现之前,我们还无法想去哪里去哪里

通常来说,科学家们目前更倾向于选择纬度较低(南北纬 30 度以内),地势较低(可以有更久的大气缓冲时间),地形平坦的区域

粗筛一轮之后,只剩下了33 个

在基本满足工程需要的前提下,科学家们开始继续评估每个点的科学意义。Mars 2020 延续了好奇号的使命,终极目标是寻找火星上的水和生命痕迹。2015 年的第二次研讨会之后,一点一点艰难地筛到了8 个[5]。

到 2017 年第三次研讨会之后只剩下了3 个[6]。

这三个候选点是:

有过火山活动的 Northeast Syrtis Major

有着古老的湖泊三角洲的 Jezero 撞击坑

以及勇气号火星车曾经战斗过的地方,Gusev 撞击坑

最后一公里总是最困难的,选地方也是一样。

火星车只有一辆,地方只能去一个,

但到了最后阶段,每个候选点都有着自己独特而难以割舍的优势

每个被剔出的候选点,背后也都有着无尽的叹息和遗憾

然而决定还是不得不做的。2018 年的第四次研讨会之后,NASA 于 11 月 20 日公布了这个百里挑一的“风水宝地”——Jezero 撞击坑[7]。

Jezero 撞击坑在哪里?

Jezero 撞击坑以波黑的一个小镇名字命名,位于北半球赤道一带(18.85°N 77.52°E),也在火星从北半球崎岖高地向南半球平坦低地的交界上。

Jezero 撞击坑位于直径约 1500 公里的伊西底斯盆地的西北边缘,2003 年,欧空局火星快车号任务携带的着陆器小猎犬 2 号着陆失败,埋骨于此。而与 Jezero 撞击坑毗邻的尼利槽沟和大色提斯也都是 Mars 2020 热门备选着陆区域。

除了 Jezero 撞击坑和 Northeast Syrtis,科学家们还在选址的最后阶段提出过一个位于两者之间的折衷位置 Midway,让火星车从 Midway 慢慢前往 Jezero 撞击坑。不过这个点最终没有被选中。

Jezero 撞击坑里有什么?

Jezero 撞击坑直径约 49 公里,形成于火星的诺亚纪(约 41-37 亿年前),内有明显的三角洲和流水侵蚀痕迹很可能是一个古老开放式湖泊干涸后的遗迹。在火星液态水充盈的年代,这里的湖水可能至少有 250 米深[8]。

流水切割此处的基底形成了河道。两条河流流入 Jezero 撞击坑中,又从另一条河道流出。河谷入口处形成的三角洲保留至今,而Mars 2020 就打算降落在这片三角洲附近

流水也在这里搬运和形成了橄榄石、碳酸盐、粘土等丰富的堆积物。火星表面氧化和高辐射的环境会破坏可能存在过的生物痕迹,但这些三角洲中快速掩埋的堆积物却很有利于生命标记物的保存

然而,我们如今看到的 Jezero 撞击坑却不仅仅是流水干涸后的样子。几亿年后,西方纪(约 37-30 亿年前)的火山活动也波及到了这里。事实上,Jezero 撞击坑底部大部分区域都被火山熔岩所覆盖,坑内发现的高钙辉石低钙辉石矿物很可能也是火山活动的产物。

再然后,流水退去、火山平息,Jezero 撞击坑一带慢慢变得干燥荒芜。随着火星变得“死寂”,风接管了几乎一切。Jezero 撞击坑底部和火星其他很多撞击坑一样,留下了很多可能至今还在活跃的风成沙丘

超时空接力赛的序幕

可能的生命的痕迹、流水地貌、三角洲堆积物、火山熔岩…带着这些探寻目标,Mars 2020 火星车计划于 2020 年 7 月发射,并于 2021 年 2 月到达火星

一场接下来将持续十多年的火星探测超时空接力赛,正式拉开了序幕。

致谢

本文感谢知友 @Shan Ye 、 @天才琪露诺 、 @尞祡、 @云舞空城 等小伙伴对本文提升所做的帮助~

参考资料

[1] https://www.nasa.gov/press-release/mars-helicopter-to-fly-on-nasa-s-next-red-planet-rover-mission

[2] NASA plans Mars sample-return rover

[3] https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/MEP/Mars_2020_SDT_Report_Final.pdf

[4] Mars2020 第一次研讨会

https://marsnext.jpl.nasa.gov/workshops/index.cfm

[5] 2015 年 8 个候选点

https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/timeline/prelaunch/landing-site-selection/eight-potential-sites/

[6] 2017 年 3 个候选点

https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/timeline/prelaunch/landing-site-selection/

[7] NASA | NASA Announces Landing Site for Mars 2020 Rover

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-announces-landing-site-for-mars-2020-rover

[8] The Planetary Society | We're going to Jezero!

[9] Tim Goudge 报告

https://marsnext.jpl.nasa.gov/workshops/wkshp_2017_02.cfm

[10] Mars2020 Landing Site Working Group 2.0

[11] Mars2020 第四次研讨会 Jezero 撞击坑最终评估报告

https://marsnext.jpl.nasa.gov/workshops/wkshp_2018_10.cfm

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