火星樣本: 如何將火星岩石帶回地球？

美國國家航空航天局(NASA)將於2020年發射火星漫遊者火星探測器，這是一項將火星岩石和泥土運輸到地球上的最佳策略，現在已經成為討論和爭論的話題。

劇透（警示）：從火星飛向我們的星球不是一個簡單的任務！

插圖為一位藝術家展示了一種攜帶樣本的火箭從火星漫遊者的視線下從火星星上迅速升空。圖片：NASA/JPL-Caltech

為了解決科學、技術和政策問題，NASA創建了一個返回的樣大學部學委員會(RSSB)。7月23日在7月24日至7月28日舉行的「流星學會」第80屆年會之前，將在這裡舉行為期半天的研討會。

研討會的目的是國際抽樣分析界熟悉火星2020號探測器的任務。這個六輪機器人正在準備收集樣本，並將它們在火星上儲存起來，以備將來運回地球。

NASA的「火星2020」號火星探測器計劃收集和緩存火星的選擇樣本，這些樣本將由未來的著陸器採集。火星岩石和泥土將被送到地球進行詳細研究。圖片：NASA/JPL-Caltech

成熟的技術

美國宇航局的2020年火星探測器計劃於2020年7月或8月升空，並於2021年2月登陸火星。目前有三個候選著陸地點，所有這些都被認為是對過去火星生命的證據，如果它曾經存在的話，預計明年將會有一次親密接觸。

2020年的火星將收集未來可能返回地球的樣本，樣品分析社會是時候認真對待科學定義和優先火星樣本，在有幫助的情況下對未來的任務會得到這些樣品回家。首席科學家RSSB聯隊的隊長大衛搖擺的火星探索理事會的美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)帕薩迪納加利福尼亞州。

「飛回地球」已經經過了幾十年的深思熟慮，Beaty說太空科學團體耐心地等待著這樣一個機器人任務是可行的，機會在那裡，但如果我們不小心，就有可能浪費這個機會。

一顆等待著的火星軌道器將一個從紅色行星上拋出的標本囊。圖片：NASA/JPL-Caltech

尋找生命的跡象

位於帕薩迪納市的加州理工學院的項目科學家肯·法利(Ken Farley)說：對2020年的火星漫遊者來說，緩存一套可回收的樣品是一個首要的要求。

他們的目的是利用火星的機械，找到並描繪出古老的適宜居住的火星環境，如果它存在，就能找到保存遠古火星生命跡象的最高機會，而且在這些環境中尋找生命的跡象。

具體來說機器人能夠獲得37個「科學誘人」的樣本，任務的主要任務是在1.5個火星年裡捕捉20個樣本。這些樣本將被密封在密封的管道中，然後再用一個後續的著陸器進行緩存，這在NASA還沒有正式公布。

與 NASA 的獵戶座宇宙飛船在地球-月球空間對接的棲息地是該機構深空門戶概念的一部分。在通往地球的途中這個通道可以作為火星樣品的交接點。圖片：Lockheed Martin

在噴氣推進實驗室火星計劃制定辦公室的副經理 Joe 帕里什詳細介紹了幾種可能的樣本返回策略，我們正在研究各種不同的任務體系結構。

一個涉及一個小的 "抓取漫遊器", 收集和移動樣品到固定的火星上升車輛或微型飛行器。其他的想法涉及一個更大的太陽能或核動力的火星漫遊者，它的移動和周圍的微型飛行器在其背後的船舶和拍攝的目的。

對於固定的MAV和fetch - rover概念，一旦被MAV驅動下的紅色行星，封裝的標本將進入火星軌道，由一個太陽能電力推進軌道器來會合和拾取。從那裡開始graband - go的快遞服務計劃可能會將樣品直接運送到地球，以實現高速的沙漠著陸。

火星樣本也可以被帶到地球-月球系統中，與美國國家航空航天局(NASA)提議的「深度空間網關/獵戶座」航天器設施相結合。從那裡一個人類船員可以把火星貨物帶回地球。

美國宇航局在加州帕薩迪納市的噴氣推進實驗室正在進行測試，以演示一種直接到地球的火星返回樣本膠囊和高速的沙漠撞擊。圖片：NASA/JPL-Caltech

處理樣品

美國宇航局約翰遜空間中心的天體材料研究和探索科學部的館長Francis McCubbin說：科學家們已經在考慮如何處理地球上的火星樣本。

當樣品回來的時候Curation還沒有開始，當他們到達地球時，它還沒有開始。而當你建造宇宙飛船的時候，它還沒有開始，策劃展開始於任務的開始。

火星採樣返回將帶來一些獨特的挑戰。例如火星——連同木星的衛星歐羅巴(Europa)和土星衛星恩克拉多斯(Enceladus)——被指定為行星保護類V有限地球返回體。這一術語只適用於那些被認為對化學進化和/或生命起源具有重大意義的宇宙物體。

David Beaty是位於加州帕薩迪納市噴氣推進實驗室的火星探索理事會的首席科學家。他是美國國家航空航天局(NASA)成立的「返回樣大學部學委員會」的聯席負責人，該委員會是一個獨立的多元化科學家團隊。圖片：Barbara David

捕獲和釋放

在火星岩石和土壤上，有必要進行嚴格的控制，並使用經過批准的技術及時分析收集到的未經滅菌的樣本並將其帶回地球。如果發現一個非陸地複製實體的任何跡象，除非經過有效的消毒程序，否則返回的樣本必須保持控制。

在任何火星樣本被釋放到普通科學界進行研究之前，McCubbin說樣本預發布報告」必須準備好證明樣本不會傷害地球的生物圈。這份報告證實了生物危害和生命檢測協議已經實施，而且樣本是安全的。

除了使用高級生物安全設施的技術之外，現在還使用了一些研究和技術，可以幫助指導正確處理火星樣本。火星採樣返回會帶來一些獨特的挑戰，但說實話，我認為世界已經做好了準備。

2017年7月23日，在新墨西哥州的聖達菲舉行的火星採樣返回工作坊，召集了專家們討論未來任務的前景，以返回地球火星土壤和岩石。圖片：Barbara David

當研討會結束時RSSB聯合領導人Harry McSween說我希望每個人都參與這個研討會，我們正在開發技術能力來收集這些樣本，並把它們帶回家，而缺少的是意志！

作者：Leonard David

來自：space

編譯：中子星

審校：博科園

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