好奇号首次火星岩石钻取样本:粉末呈灰色

近日,美国宇航局好奇号火星车成功钻进火星岩石并获得了粉末样品,这是人类首次取得这样的成就。

  这辆火星车在本周三发回的图像确认了这些珍贵的粉末样品正在稳稳地放置在好奇号机械臂上的勺子里,很快这些样品就将被送入其搭载的两件微型化学实验室进行分析,这都是史无前例的成就。让科学家们感到欣喜不已的是,这些粉末样看上去呈现一种灰黑色,而不全是覆盖火星表面的那种红色,他们认为这种灰色的岩石中蕴藏的信息将帮助他们逐渐揭示火星古代的环境信息。

  火星样品取样系统科学家乔伊·霍洛维茨(Joel Hurowitz)在美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的一次电话会议中表示:“这些岩石可能非常古老,它们就像是时间胶囊,而我们正在钻探这样一块岩石。”

  钻探地点

  进行钻探的地点分布有大块的平坦岩床,有很多解理裂隙,其中填充了沙土,还有很多灰色的结节瘤状物,另外还可以看到白色的矿脉。霍洛维茨和他的小组并不打算在矿脉或灰色的球体上进行钻探,然而由于这些瘤状物实在太普遍了,因此有可能他们在进行钻探的过程中碰触到了这些物体。现在的理论认为这一地区在地质历史上可能曾经浸没于水面之下。据此,霍洛维茨表示:“这一地点将有可能告诉我们水和岩石之间的相互作用过程。”

  好奇号的钻头安装在它长两米的机械臂顶端,在其移动和操作的过程中都需要精密的控制,因此此番首次开展实际工作便首战告捷让人兴奋。好奇号自从去年8月份以来一直在火星上工作,它几乎花费了6个月的时间才找到理想位置来首次使用它的钻探工具。

  这里是一个被称作“黄刀湾”(Yellowknife Bay)的地点中较低的位置,好奇号已经在这里开展了超过1个月的考察工作。此前被好奇号科学家们判定为一条已经干涸的古代河道的位置,在地质历史上,那里曾经有河水流淌,这些河水最终正是汇入黄刀湾地区。

  而实际进行钻探的这块岩石被以已故的好奇号项目科学家约翰·克莱恩(John Klein)的名字命名,据信这块岩石应当是粉砂岩或泥岩,而地质学家们表示那些白色的矿脉可能是硫酸钙或石膏,不过那些呈灰黑色的瘤状物究竟是什么成分仍然是一个谜。

  胜利时刻

  对于那些设计并操作这次钻探行动的科学家们来说,这是一次巨大的胜利,其程度不亚于好奇号首次在火星着陆的那一刻。在整个钻探操作过程中火星车需要执行上百项动作,好奇号所用的钻头,它的钻探能力和复杂性都是独一无二的。

  取样系统首席工程师路易斯·兰杜拉(Louise Jandura)已经在好奇号钻探系统岗位上工作了8年时间,她透露研制小组在测试过程中曾经为好奇号制作了8种不同样式的钻头,最终才选定了现在安装在好奇号上的这一最优设计方案。而在研制时,团队对每一种钻头都进行了1200次钻探测试,在20种不同的地球岩石上开展了测试工作。

  因此她将此次成功钻探评价为“历史性的”,因为这一过程为科学家们提供了一个前所未有的机会对那些从未暴露于外界风化与火星表面强烈辐射环境下的物质开展研究工作。

  微型实验室

  而此次钻探最终得到的这一勺灰色粉末样品之后将会被送入好奇号搭载的两台实验设备,这两台设备是火星样本分析仪(SAM)以及化学与矿物分析仪(CheMin),这两台设备都是迄今别送往火星的最复杂的实验仪器。

  火星样本分析仪是好奇号搭载的设备中复杂程度最高,体型也最大的一台。其包含有两台可以将样本加热到982摄氏度的加热炉,它的作用是将岩石样本中的元素和化合物转化为可供仪器分析识别的气体。火星样本分析仪同时也可以探测到在样本中是否存在任何含碳有机物。

  有机物是构成地球上生命的化学基础。科学家们普遍相信由于陨星撞击作用和微细行星际尘埃的缓慢降落,有机物会被不断送上各大行星表面,其中当然也包括火星。不过科学家们也认为火星表面的强辐射环境将会摧毁其地表存在的任何潜在有机物质,因此他们希望能在岩石内部这样被封闭保护起来的空间中找到有机物的线索。

  化学与矿物分析仪的作用是向样本照射X射线,从而确定岩石的矿物成分。矿物成分忠实地纪录了其形成至今所在环境的变迁情况,包括可能可以为生命现象提供支持的一些要素以及能量来源等等。

  “火星样本分析仪”(SAM)以及“化学与矿物分析仪”(CheMin)在去年10月份已经接受了第一份火星土壤样品。其中SAM在分析过所取土壤样品过程中监测到了有机成分,不过科学家们此后一直在尝试确定究竟这些被探测到的有机物确实是火星当地的,还是好奇号从地球上带过去的。

  在接下来的几天时间里,CheMin设备将会第一个接受此次所取的粉末状样品,然后是SAM。考虑到进行这些分析的复杂性,分析结果可能要等到数周之后才能揭晓。

  由于一些小问题,钻探作业以及对样本的分析工作出现了一些推迟。这些问题主要涉及钻探软件以及一个设备筛网测试平台的问题。首席系统工程师丹尼尔·利莫达利(Daniel Limonadi)表示这并不表示好奇号的筛网出现了故障,而只能说地面控制人员此后在使用这些设备时会显得更加小心谨慎。

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