火星科学实验室

克里斯- 2011年11月，美国宇航局最雄心勃勃的火星探索任务之一，携带一个迷你库珀大小的科学移动实验室“好奇号”发射升空，前往这颗红色星球。但是，如何让汽车大小和重量的东西降落在数百万英里外的星球上呢?好奇号发射后，我与NASA的首席科学家约翰·格罗青格进行了交谈。

约翰·g -首先，我们发射了，然后在从地球到火星的巡航中，有一个太阳能电池阵列为漫游者充电。我们大约需要8个月的时间，然后我们开始感受到引力场的拉力，我们进入行星的大气层，开始下降。但这一次，与之前的火星着陆任务不同的是，你在这些视频中看到的气动外壳，它下面的火焰在尖叫，它实际上可以像飞机机翼一样飞行，然后有推进器被激活，使它能够纠正轨道。所以，它不是垂直穿过大气层，而是以一个很低的角度降落。然后，当它减速到大约2马赫时，它展开降落伞，使它进一步减速。然后当我们下降到离地表1公里的地方，隔热罩脱落，从那时起，一切都和以前的任务非常不同。我们现在有了第四个航天器，叫做动力下降飞行器，动力下降飞行器有8个火箭推进器，在它下面连接着漫游者，差不多准备好了，轮子挂在下面。然后下降阶段将下降。这些推进器将顶住火星的引力，直到它悬浮在离火星表面20米左右的地方。然后它通过一组电缆将探测器拖到地球表面，然后电缆被切断，下降阶段关闭，坠毁着陆。 And the rover, pretty much it lands ready to go as a result of that process.

毫不奇怪，美国宇航局的科学家们将着陆过程称为“恐怖的7分钟”。但“好奇号”将寻找什么?如何寻找?现在和我们在一起的是美国宇航局的大卫·布莱克博士，他也参与了这项任务。你好,大卫。

大卫-早上好。

克里斯-你在加州的任务控制中心。

大卫:是的。

现在，好奇号的着陆点在哪里?

大卫:我们将在一个叫做“盖尔环形山”的地方着陆，这是火星表面最古老、最大、最深的环形山之一。所以简单地说，在火星历史的早期，这里可能积聚了大量的沉积物和水。

克里斯:当你在那里着陆时，你会做什么?它只是一个巨大的陨石坑，还是有什么特定的结构是你想要研究的?

大卫-有一大堆东西要看。盖尔的中心丘有5000米高基本上是由沉积物组成的这些沉积物是在水的影响下沉积的，可能是湖泊或溪流，或者类似的东西，可能早在40亿年前。所以我们要一次一层地穿过沉积物，就像看书一样确定火星表面的早期环境，可能是45亿年前，或者更确切地说是40亿到35亿年前。

所以，这是一种不用走得太远就能追溯火星历史的方法。那么，陨石坑的中央真的有一座山吗?你是怎么得到这个奇怪的结构的?

大卫:那么，盖尔环形山——首先，那里有一个很大的撞击基地，而且很深。它比现在火星的平均表面低4公里实际上，这个陨石坑被沉积物填满了直到整个陨石坑被淹没并在边缘以上被填满然后在接下来的10亿或20亿年里，由于侵蚀，很多物质被侵蚀掉了。所以我们留下了这个残余物，这个盖尔陨石坑原始填充物的侵蚀残余物。

克里斯-那是水在移动物体填充然后重新侵蚀陨石坑吗?

大卫:与其说是侵蚀部分，不如说是填充物部分。我们有确凿的证据证明水合矿物质和液体流动的地方。所以，我们非常确定水与沉积物的沉积有关，但我认为侵蚀可能更多地是由数十亿年来的风造成的。

克里斯:好奇号会朝着这个方向前进，我想是沉积物的时间轴，然后开始轮流采样?

大卫-是的。着陆椭圆的中心距离盖尔山，夏普山的起点不到6公里。我们从轨道数据，轨道图像中知道，那里有非常精细的沉积物，包含粘土，水合硫酸盐，以及类似的东西，这正是我们想去的地方。

克里斯:跟我们谈谈好奇号是如何工作的吧，因为它是一个巨大的探测器。里面发生了什么?它将如何处理它收集到的沉积物呢?

大卫:嗯，它很大。我站在它旁边，它比我高。现在，MER漫游者仍然在火星上工作，有点像野外地质学家他们会出去对岩石取样，观察岩石，用臂上的仪器做一些事情，但它真的没有实验室来做其他的事情。所以，火星科学实验室不仅有野外地质学家的工具，而且，在火星车内部还有一个完整的实验室来做实验室质量分析。所以，一旦我们看到一个样本，就会发现有各种各样的仪器。桅杆上装有彩色长焦照相机。它有一个叫做“camcam”的东西，有点像《星球大战》里的交易。它发射出铅笔般细的激光束，使7米外的岩石产生等离子体，然后它用红外线对等离子体羽流进行成像，然后告诉你那里存在什么元素。所以，我们可以边走边拍石头，然后说，“嘿，我们去那边吧。这看起来像是一块有趣的岩石或露头。” And then once we get there, we've got something like a little geologist's hand lens to put down there that gets very high resolution colour images. We have something that was also on the MER rovers, an APXS which tells us the elements that are present in the rock, and then we have a drill which unlike the MER rovers, we can actually drill down about 5 cm into a rock and take that powder or take a scoop of powder from the ground and deliver that to our two laboratory instruments. And the two laboratory instruments - one's called 'CheMin' for chemistry and minerality - that's my instrument and it will tell you the minerality of whatever is given to it. And the other is called SAM, and SAM is really 3 instruments. It's a mass spectrometer, a gas chromatograph, and a laser spectrometer, and that's going to tell us the nature of any organic compounds that are present in the soil.

Chris -所以，你会在这个时间轴上发现有趣的事情，你可以大致计算出你正在处理的每个样本在火星历史上的时间，然后你可以探测那里有什么化学物质。这意味着你可以通过有趣的地质学来研究火星湿润和干燥时的历史，也许还能找到一些关于磁场的线索。但美国宇航局否认这是一项寻找生命的任务。为什么NASA要走这条路?

大卫-嗯，这是一个很危险的立场，因为生活，人们会想，嗯，我们要么找到了，要么没有找到。我们正在寻找可居住的环境，也就是适合生命形成或持续存在的环境，这意味着就我们所知，我们有点目光短浅，因为我们只知道一种生命，那就是地球上的生命。我们要找一个有水的地方。我们想要一个有能量的地方岩石被溶解，再沉淀，产生一些能量，我们想要一个有机物质可以持续存在的地方。所以我们想要所有这些东西都在一起，还有一个适合生命生存的温和环境。这就是我们要找的。

但与此同时，我们知道地球生命的特征是什么。如果你发现了这些特征，你会说，嗯，这看起来像生命吗?同样地，如果你让好奇号在地球的沙漠中着陆，它会根据我们所做的测量得出地球是一个存在生命的地方的结论吗?

大卫:嗯，这是个好问题。在地球上，生命占据了这个星球的每一个角落，如果我们去地球上最荒凉的地方，如果我们用这些仪器采集样本并进行分析，我们就会发现生命。我不管你去哪里——南极洲的阿塔卡马沙漠——在一个你找不到表明生命存在的有机化合物的证据的地方取样是很困难的。现在火星并不像我们所知道的那样充满生命。我们没有看到这样的东西，所以我们真的在寻找有机分子的化学特征，这些特征可能表明那里曾经有生命或生命的前身。

克里斯-我们总得有个开始，不是吗?大卫，非常感谢你。这是大卫·布莱克。他是美国宇航局火星科学实验室任务的科学家之一。