2020年火星探測器將帶火星隕石帶回火星？

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】2020年7月美國宇航局火星探測計劃最新的火星2020探測器將開始其漫長的火星之旅。在機遇和好奇號漫遊者的追逐下，火星2020探測器將嘗試回答我們關於火星的一些最緊迫的問題。其中最重要的是：火星是否有適宜居住的條件，以及是否存在微生物。

概念圖描繪了美國宇航局火星2020探測器研究其周圍環境。圖片版權：NASA

為此2020年火星探測器將獲得火星岩石的鑽孔樣本，並將它們放在緩存中。未來的載人任務可能會取回這些樣本並帶回地球進行分析。然而，在最近的一項聲明中，美國國家航空航天局(NASA)表示，火星上的一顆流星將在2020年搭載火星探測器返回火星，該探測器將用於校準探測器的高價值激光掃描儀。這種激光掃描儀被稱為掃描可居住環境，具有拉曼和發光的有機物和化學物質(SHERLOC)儀器。激光的解析度能夠照亮岩石樣本中最精細的特徵，包括石化微生物。但是為了達到這個目的，激光需要一個校準目標，以便科學團隊能夠微調它的設置。

在漫遊者的機器臂上，SHERLOC使用光譜儀、激光和照相機來尋找有機物和礦物質，這些有機物和礦物質已經被水環境所改變，可能是過去微生物生活的標誌。圖片版權：NASA

通常這些校準目標包括岩石、金屬或玻璃碎片，這些樣本是複雜地質歷史的結果。然而，在解決SHERLOC的校準需要時，JPL科學家提出了一個相當有創意的想法。在數十億年的時間裡，火星曾經歷過撞擊，將其表面的碎片送入軌道。在某些情況下這些碎片以隕石的形式來到地球，其中一些已經被確認。雖然這些隕石很罕見，與火星2020探測器收集的地質多樣性樣本並不相同，但它們非常適合於目標實踐。

正如噴氣推進實驗室的盧瑟·比格爾，SHERLOC的首席研究員，在最近的NASA新聞聲明中說：我們正在研究的是如此精細的尺度，由於溫度的變化，甚至是漫遊者落在沙地上，導致輕微的失調，需要糾正目標。通過研究儀器如何看到一個固定的目標，可以理解它將如何看到火星表面的一部分。在這方面，2020年火星探測器是在好公司。例如「好奇號」使用其化學和照相機(ChemCham)儀器，它依靠激光誘導的擊穿光譜(LIBS)來確定岩石和土壤樣品的元素組成。同樣機遇號探測器的微型熱發射光譜儀(Mini-TES)允許這種探測車從遠處探測岩石成分。

美國國家航空和宇宙航行局火星2020任務的Rohit Bhartia持有一塊隕石科學家已經確定來自火星的部分。圖片版權：NASA/JPL-Caltech

然而SHERLOC是獨一無二的，它將是第一個使用Raman和熒光光譜的儀器部署到火星。拉曼光譜包括在可見光、近紅外或近紫外範圍內的光，以及測量光子的反應。根據能量水平上下移動，科學家能夠確定某些元素的存在。熒光光譜依賴於紫外激光以激發碳基化合物中的電子，這些化合物在生命存在(即生物簽名)發光時產生化學物質。SHERLOC還將拍攝它所研究的岩石，這將使科學團隊能夠繪製出火星表面的化學特徵。

為了達到的目的，SHERLOC小組需要一個足夠堅固的樣本來承受發射和著陸引起的劇烈震動。還需要一種含有正確的化學物質來檢測SHERLOC對生物特徵的敏感性。在約翰遜航天中心和倫敦的自然歷史博物館的幫助下最終決定了一份來自於阿赫米爾008隕石的樣品（SaU008)。這顆隕石是1999年在阿曼發現的，它更堅固，其它的樣本可以被切成薄片，而沒有其它的隕石剝落。因此SaU008將是第一個火星隕石樣本，幫助科學家尋找火星上過去的生命跡象。這也將是第一個火星隕石返回到火星表面——儘管技術上不是第一個被送回火星。

氧氣等離子體清潔器，從它表面去除有機物。圖片版權：NASA / JPL-Caltech

這一榮譽歸於Zagami，這是1962年在奈及利亞獲得的一塊隕石，它在1999年被火星全球測量師(MGS)送回火星。這一任務在2007年結束，所以這一大塊已經在火星軌道上漂浮。此外「火星2020」超級攝像機的團隊還將在自己的校準測試中加入火星隕石。隨著少量的SaU008，火星2020有效載荷將包括先進材料的樣品。除了用於校準SHERLOC，這些材料還將被測試，以了解它們是如何抵禦火星的天氣和輻射的。如果它們能在火星表面生存下來，那麼這些材料就可以用於為未來的宇航員製造太空服、手套和頭盔。

在約翰遜航天中心(Johnson Space Center)，一名SHERLOC的聯合調查員兼外太空材料策展人馬克·弗里斯(Marc Fries)說：SHERLOC儀器是為人類太空飛行做準備和對火星表面進行基礎科學研究的寶貴機會。它為我們提供了一種方便的測試材料的方法，當他們到達火星時，這些材料將會使未來的宇航員安全。隨著每一個機器人任務被送到火星，美國國家航空航天局和其他太空機構正在努力工作，宇航員的靴子最終將在火星上著陸。當第一次載人火星任務完成時(預計在2030年)，他們將追隨一些真正無畏的機器人探索者的足跡！

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：NASA

作者：Matt Williams

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：Universe Today

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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