科学探索|从火星取样返回没那么容易( 二 )


NASA喷气推进实验室的克里斯·查特利尔是火星发射系统的首席工程师 。他介绍说,这将是人类首次在地球以外的另一颗行星上发射火箭,MAV必须克服多重挑战 。“火星的引力只有地球的1/3,其稀薄大气密度只有地球的1/100,因此从火星发射火箭完全不同于从地球发射火箭,也不同于之前从几乎没有重力和空气的小行星上发射探测器 。”他还强调,火星距离地球动辄数千万公里,MAV的起飞过程必须完全自主进行 。
按照计划,MAV将在2026年到2028年期间跟随着陆器发射升空,经过28个月的漫长旅途后,在火星的夏季着陆 。洛·马公司深空探索事业部负责人戴夫·莫罗说:“航天器需要在恰当的季节到达火星,这样就不会遇到沙尘暴 。”
最关键的部分来了 。MAV抵达火星后,如何从火星表面升空呢?查特利尔说:“我们最初的设想是和地球发射一样,让火箭从着陆平台上垂直起飞 。”但火箭起飞初期非常不稳定,通常需要安装发射导轨以稳定姿态 。但后者会增加额外的重量,无法满足火星探测任务的需求 。
按照查特利尔的说法,目前的解决思路类似“二踢脚”,即首先将火箭以每秒5米的速度弹射到半空中,MAV在1秒后点燃发动机,将篮球大小的样本舱送到约400公里高的轨道 。此后,欧空局制造的航天器将进入火星轨道,回收样本舱并开始返回地球之旅 。在过去的两年里,喷气推进实验室团队已经完成了23次模拟弹射试验,证明了其可行性 。
火星样本会威胁地球安全吗?
即便克服重重困难将火星标本带回地球轨道,但如何让它安全地返回地球,仍面临很多技术难题 。尤其是这些“未消毒的样本”是否会对地球安全构成威胁,已经引起不小的争议 。
美国《费城询问者报》称,科学家们希望将36个总重约1磅的火星岩石样本带回高度安全的实验室,寻找火星古代微生物的迹象,为人们有朝一日踏上这颗红色星球做准备 。NASA表示,正在采取一切措施防止地球受到任何污染,“样品管本身不会被消毒,但储存它们的容器将在太空中被消毒,并通过热焊彻底封闭,直到它们在实验室中打开” 。相关实验室类似研究高度传染性病原体的生物实验室,设置有多级净化程序、空气过滤系统和其他保障措施 。
报道称,尽管NASA认为回收火星岩石样本的环境和安全风险等级为“极低”,但“并不是每个人都对此表示赞同” 。今年年初NASA就此征求公众意见时得到约170条反馈,其中大多数持否定态度 。有人反对说,“我们不知道这些样本是否无菌 。如果我们要把某种东西带回地球,不管它们是否无菌,都应该先做一些粗略的测试,看看是否带有其他生物 。”还有人询问,为什么不能先把火星样本送到国际空间站进行检查 。
NASA表示,这些岩石样本存在火星生命的可能性很低,因为当前火星非常寒冷、干燥且受到高强度辐射,对生物而言“不适宜生存” 。此外,预计将于2031年退役的国际空间站没有进行相关测试所需的精密设备 。至于首先对样本进行消毒的建议,NASA更是明确表示反对,因为这可能会破坏有价值的信息,例如过去火星生命存在的痕迹 。
【科学探索|从火星取样返回没那么容易】德国科技杂志《光谱》称,著名天体生物学家史蒂文·本纳支持NASA的决定 。他表示,“我认为没有必要就火星样本到达我们的星球后,为如何处理进行冗长的讨论 。”“自从地球上出现生命以来的35亿年里,数以万亿计的来自火星的陨石不断地降落在地球上 。如果火星微生物存在并且可以对地球的生物圈造成严重破坏的话,那么它早已发生了 。”