2020火星任務再進化 送回岩石樣本成關鍵

2014-08-02 09:00
NASA公布2020火星任務。(取自NASA官網)
NASA公布2020火星任務。(取自NASA官網)

美國航太總署(NASA)7月31日公布了「2020火星任務」計畫,進階版的火星漫遊車(Mars rover)上將配置7大先進裝備,包括將火星大氣層的二氧化碳轉化成氧氣等,其中,對火星岩石的採樣成為研究計畫的重中之重,目前亟待突破的關鍵就是如何將岩石樣本送回地球。

自從2012年8月6日,「好奇號」(Curiosity)火星漫遊車成功登陸火星後,開啟了人類的火星研究,當年12月,由於運作順利,NASA決定無限期延長「好奇號」的探測任務,並著手進行下一階段的火星任務。

人類哈火星

今年1月,NASA向全球頂尖的研究人員與工程師發出英雄帖,徵求進化版的火星漫遊車設計與相關計畫,58件投稿作品的數量為歷年來最多,顯示出人類對火星探測領域的高度興趣,最後,NASA再將脫穎而出的作品,亦即新一代的漫遊車納入2020年火星探測計畫中。

NASA署長波登(Charles Bolden)31日指出,2020火星任務代表人類對火星探測又「邁出重要的一步」,這項計畫將以好奇號所建立的火星資料庫為基礎,繼續探測火星環境是否適合人類居住,以及火星是否存在古老的生命,同時,還將利用「好奇號」剩餘的料件為2020火星任務打造一台進階版的探測車。

根據任務的規劃內容,第二代的漫遊車將以鈽動力發電(plutonium-powered),搭載7大先進高科技器材,包括看得更遠的全景鏡頭Mastcam-Z、超級攝影機、行星光刻化學X光儀器(PIXL)、居住環境掃描(SHERLOC)、原地資源利用(MOXIE)、環境動態分析(MEDA)以及火星地底雷達顯像系統(RIMFAX),這些儀器都將執行2020火星任務的2大重點:維持生命與岩石探勘。

就地取材

NASA科學家將研究如何利用火星大氣層中的二氧化碳造氧,並權充返回地球的火箭助燃器,希望藉由就地取材來減輕未來太空任務的飛行負擔。另外,除了測試太空中使用的3D印表機之外,第二代的火星探測車上搭載的儀器總重量也從「好奇號」上的74公斤大幅降低至40公斤,好騰出更多空間與負重量來收集火星岩石。

2020火星任務是NASA火星探測計畫(Mars Exploration Program)的部分內容,目前已執行並持續運作的除「好奇號」之外,還有「機遇號」(Opportunity)、「奧德塞號」(Odyssey)和「火星偵查號」(Mars Reconnaissance),今年9月也將發射「馬文號」(Mars Atmosphere and Volatile Evolution,MAVEN,即火星大氣與揮發物質演化繞行器),2016年的洞察任務(InSight mission)將首度探鑽火星地底下的岩石狀況。

今年9月即將發射的馬文號。(取自NASA官網)

岩石樣本送不回來

但目前,NASA科學家在2020火星任務中面臨了難題。由於主要任務之一乃利用新一代漫遊車採集火星岩石,有了「好奇號」的採集經驗,NASA對於火星岩石的採樣技術已有相當程度的掌握,但科學家至今仍無法解決的就是如何將火星岩石樣本送回地球。

以目前的技術而言,NASA僅對岩石採樣有把握,但對於如何在火星上發射火箭將岩石樣本送回地球卻仍無法參透,所以,NASA在31日的聲明稿中,除公布進階版火星漫遊車的諸元與相關任務外,並沒有將火星上發射火箭(岩石樣本送回地球)列為必須達成的目標。

儘管如此,不論是新型火星漫遊車、7大高科技探測器材、火星原地造氧與尋找適居地點等,都將是現行火星任務的大突破,另根據NASA的估算,2020火星任務的花費約在15億美元(約台幣450億元)之譜,比2012年火星任務省下了逾1億美元(約新台幣30億元),對多年來飽受虛擲經費批評的NASA來說,也是另一項「突破」。

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