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2020-05-01火星漫遊20年—探測任務的挑戰 605 期

Author 作者 嚴正/清華數學系學士,後赴美國取得愛荷華大學博士學位。目前是JPL機器人操控(Robotics Operation Group)的負。譯者/林筠。臺灣師範大學翻譯研究所碩士班就讀中,現為自由口筆譯員。

過往人類與火星的對話

NASA之前也曾在火星上找尋新生命,維京1號(Viking 1)和維京2號(Viking 2)兩艘登陸器在1976年登陸火星,成為第一架登陸火星的太空船,並各自進行了四項生物實驗。但是,最後得到的結果很不明確,迫使NASA重新思考策略。NASA的科學家和官員們意識到這個事實,他們甚至不清楚,火星是否具備人們所知的人類生存必要條件。因此,NASA 開始了一項策略性探索計畫,目的是透過軌道飛行器、登陸器和漫遊者任務,詳細了解這顆紅色星球。

自2000年代就發射至火星的小型探測車精神號(Spirit, MER-A)、機會號(Opportunity, MER-B)、洞察號(InSight)登陸器及其兩顆立方體衛星和軌道飛行器——2001火星奧德賽號(2001 Mars Odyssey)、火星偵察軌道衛星(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)和近期的火星大氣與揮發物演化任務(Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission, MAVEN),在2010年代裡皆持續運作。

火星計畫在2010年代達到頂峰。2011年,好奇號(Curiosity)由NASA位於加州帕薩迪納(Pasadena)的噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)操控,這輛探測車在火星上漫遊了13英里(約21公里)。在此計畫中,成功的發現火星是個適合人類居住的星球,因此,下一步便要確定是否有生命存在。

此外,NASA並不是2010年代唯一進行火星探索的機構。印度於2013年發射了第一個火星探測車——火星軌道探測器(Mars Orbiter Mission, MOM)。另外,還有2003年由歐洲太空總署(European Space Agency, ESA)發射、至今已運行已久的火星快車號(Mars Express);2016年3月歐洲太空總署和俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos) 合作發射的火星微量氣體任務衛星(ExoMars Trace Gas Orbiter)和持續進行的火星探測計畫(Exobiology on Mars, ExoMars)。


順道一提,許多太空船至今(2020年)仍持續運作。包含好奇號、洞察號、2001火星奧德賽號、火星偵察軌道衛星、火星大氣與揮發物演化任務、火星軌道探測器、火星快車號和火星微量氣體任務衛星。

2020年的全新挑戰

這些探測車和它們的「前輩」所做的工作,為火星2020探測車任務(Mars 2020 rover mission)打下良好基礎,例如,精神號、機會號、好奇號和2001火星奧德賽號在火星表面發現了大量古代水活動的證據。不僅如此,好奇號挖掘得更深,在火星長達96英里寬(約154公里)的蓋爾撞擊坑(Gale)內發現了一個古老的湖泊和河流系統。 另外,火星大氣與揮發物演化任務也提供了寶貴的時間資訊,讓人們發現火星可能在大約37億年前就已經失去了大部分大氣層—— 這些使火星保持足夠的溫度來支持地表液態水的大氣層。

而確認生命是否存在的任務將於今年7月啟動,屆時將發射NASA的火星2020探測車及歐俄合作的ExoMars探測車,找尋古代有機體的蹤跡。不過,搜尋外星生物的蹤影可能不是2020年代火星探索的唯一目標。如果SpaceX公司的火星殖民飛船開發進展順利,人類可能可以在未來十年內登上這顆紅色星球。

圖一:在噴射推進實驗室中的堅毅號。(NASA)
 
這次NASA火星2020計畫中的探測車為堅毅號(暫譯, Perseverance),而預計在2021年3月登陸火星的ExoMars探測車則為富蘭克林號(Rosalind Franklin)。富蘭克林號可能在歐克西亞高原(Oxia Planum),也就是火星北半球的一個平原著陸,這裡有許多古代水活動的證據。富蘭克林號由太陽能驅動,將使用照相機和科學設備來尋找古代火星生命的形態和化學跡象。這輛探測車配備了一個可以鑽入火星表面以下6.5 英尺(約 2 公尺)的鑽頭,讓它能夠深入挖掘線索。……【更多內容請閱讀科學月刊第605期】