毅力克服了在红色星球的第一年的挑战：将火星样本送回地球

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在毅力号在这颗红色星球上的第一年克服的所有挑战中，最困难的挑战可能还在后面：将火星样本送回地球。

2021年9月10日，美国国家航空航天局的火星车“坚韧”号在一个昵称为罗切特的岩石附近拍摄了这张自拍，此前钻了两个粉笔大小的岩芯——火星车收集的第一批成功样本。

在加州帕萨迪纳美国国家航空航天局喷气推进实验室的墙上，一组白色的管子挂在手工制作的板上。每一个都代表着数亿英里之外的一个钛双胞胎，里面装满了火星上的一块岩石或空气，被塞进了一个机械地质学家的胃里。

这颗恒星，简称珀西，一年前降落在这颗红色星球上，从那以后，它在火星的环形山中行驶了两英里。在这个过程中，它拍摄了数千张照片，分析了岩石的化学成分，并测试了新技术。

例如将二氧化碳分解成可呼吸氧气的机器。

在过去的一年中，不屈不挠的精神号穿越了火星上2英里多的杰基尔陨石坑，在那里古老的水流留下了欧洲航天局火星快车上的高分辨率立体相机拍摄的扇形三角洲。在右边，漫游车在接近火星表面时处于下降阶段。

在这些活动中，漫游者还进行了有史以来技术上最复杂的尝试之一：为最终返回地球建立珍贵的岩石收藏。数十亿年前，火星可能有更厚的大气层，使其比我们今天看到的生锈的星球更温暖、更潮湿。

而且可能对生命更友好。科学家通过研究地面岩石上的火星车和从空中俯瞰的轨道航天器，拼凑出这段丰富的历史。其他线索来自作为陨石坠入地球的火星岩石，但它们在大气中的快速坠落限制了它们的作用。

现在，通过珀西的机械眼，科学家们一直在密切关注有趣的岩石或土壤，以便将它们装入样本管，供未来的任务提取和运输回家。这项工作被称为“火星样本返回”，

它将使科学家能够比以往更详细地研究火星的过去和现在的环境，并可能揭示生命是否曾经附属于这个充满灰尘的世界。至少从20世纪60年代开始，科学家们就一直梦想着火星样本的返回任务。

那时，水手号宇宙飞船给了我们第一次近距离观察这颗红色星球的机会。

JPL系统工程师伊恩克拉克在去年第一次取样前说，现在我们真的在做了。不懈的努力遇到了一些障碍，但随着六个核心的成功存储，

该团队比以往任何时候都更接近戴上手套，触摸一点原始的火星岩石。克拉克说：“在相当长的一段时间内，这可能是一项基本的科学任务。这非常令人兴奋，”

狂欢与困惑

对于火星车采样和缓存系统的副总系统工程师阿维奥孔来说，第一次样本收集尝试是毅力任务迄今为止最好也是最糟糕的时刻。2021年8月6日上午，毅力的第一批数据显示，

火星车成功地在杰泽罗陨石坑的地面上钻取了第一个样本，这是一个28英里宽的冲击盆地，可能曾经有一个湖泊。

毅力在火星土壤上的足迹。探测器在这里停放了13天，心灵手巧直升机首飞。

奥康说：‘从各方面来看，一切都很完美。他形容，看到团队多年的努力有了成果，他很开心。然而，接下来的一批数据很快就用迷茫取代了狂欢。管子里没有石头。经过几天的问题解决，团队意识到，

样本非常脆弱，在探测车钻孔过程中就碎成了碎片。这一挫折令人沮丧地提醒我们，在火星上远程工作是多么困难。几个月后，又有一个提醒。12月29日，鹅卵石被卡在火星车的钻台和旋转转盘下。

正如奥孔所描述的，将团队带入鹅卵石炼狱。但是美国国家航空航天局的工程师们证明了火星试验的反对者是值得尊敬的。他们先发制人地给漫游者增加了许多功能，以帮助他们避免灾难。在这种情况下，

珀西的取样部件设计有切口和窗口，允许碎片落入。通过启动火星车的锤头，把它开到一个倾斜的表面上，研究小组能够把鹅卵石摇出来。

独创性的黑白相机在第三次飞行中拍摄了这张直升机自身影子的照片。

该小组总共收集了六个火星岩石样本，加上第一个大气样本。漫游者还在一个预装材料的管道中收集了另一个空气样本，当它返回地球时，将用于测试污染。

第一年收集的样本和其他数据揭示了Jezero陨石坑令人惊讶的复杂地质，它是由古代小行星撞击、水流、呼啸的风和渗出的熔岩的某种组合形成的。前两个核心来自一块名为罗切特的巨石。

早期分析表明，它是一种叫做玄武岩的火山岩。科学家在岩石的缝隙中发现了盐，这可能是很久以前水蒸发时形成的，可能截留了小块古代火星水。

接下来的两个岩石样本来自一个叫做Sdtah的沙地。当科学家钻探这些层状的石头时，他们惊讶地发现了一些矿物质，这表明它们是在冷却的岩浆房或厚厚的熔岩流中形成的。这些岩石后来被水改变了，

一旦它们被送回地球，它们可以提供一个详细的窗口来了解火星潮湿的历史。在最近的鹅卵石堵塞后，它还从一个叫Issole的露头上采集了两个样本。

这辆火星车还有很长的路要走。当它进入其主要任务的第二年时，珀西正前往一个扇形三角洲和海岸线，这是寻找古代生命迹象的一些最有希望的地方。火星车在三角洲外的路线还没有确定。

但是在Jezero陨石坑和其他地方收集各种岩石和土壤可以帮助科学家拼凑火星的动态历史。

在太空中接住篮球

在毅力号在这颗红色星球上的第一年克服的所有挑战中，最困难的一个可能还在后面：将样本送回地球。

样本返回的多航天器活动是美国国家航空航天局和欧洲航天局(欧空局)的联合努力，下一阶段的任务可能最早于2026年发射。一个着陆器将运送一辆小型漫游车去火星取回珀西最终将留在火星表面的珍贵样本。

然后，回收的漫游车将管子装入篮球大小的吊舱中，该吊舱将由小型火箭发射到火星轨道上。美国国家航空航天局最近宣布，名为“火星登月舱”的火箭将由科罗拉多州的洛克希德马丁航天公司制造。一艘宇宙飞船，

JPL火星样本返回项目经理理查德库克说，这是由欧空局设计的，它将飞往火星轨道“抓住篮球”并将其带回地球。让这些样本如此迷人的一点也让回归过程更具挑战性：它们可能有生命。

尽管可能性很小，但微生物仍可能在现代火星上生存——这可能会给地球上的生命带来风险。库克表示，从火星轨道上抓取样本容器的飞船会将其包裹在一系列保护舱中，就像俄罗斯的嵌套玩偶一样。然后这些样本将被送往地球，

它于2031年首次坠落在犹他州的沙漠中。样本返回团队现在正在最终确定设计计划，然后在明年左右开始组装航天器。

与此同时珀西正全速前进。2月4日，探测器在一天内在火星表面进行了有史以来最长的冒险距离。806.3英尺，比两个足球场的长度略长。漫游者的合作伙伴——独创性直升机，

正在帮助科学家覆盖更多的地方。这架小型飞机去年在另一个星球上进行了首次动力飞行。它可以放大前方，帮助珀西在崎岖的火星地形上选择最安全、最有趣的路线。探测器采集的每一个样本都令人激动。

库克说：“这无疑在我们面前点燃了一把火。我们必须完成这项工作——我们必须找到他们，”

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