編者按：火星（Mars）是太陽系八大行星之一，直徑約為地球的一半，天文學(xué)中把地球與火星稱為兄弟行星。歐洲自2003以來一直試圖登陸火星，但沒有任何一個組織有完整的登陸計劃。幾個月前，歐洲宇航局（Europe Space Agency）火星太空生物學(xué)（ExoMars）任務(wù)的兩個探測器——TGO（微量氣體軌道探測器）和Schiaparelli（斯基亞帕雷利探測器）實現(xiàn)成功分離，盡管Schiaparelli在著陸過程中墜落并爆炸，但是TGO探測器已成功進入火星軌道。
目前，歐洲和俄羅斯計劃在2021年將ExoMars漫游者探測器送入火星，歐洲研究中心已經(jīng)同意給予該計劃4億美元的援助。盡管此項任務(wù)存在巨大挑戰(zhàn)，但是人類在不斷學(xué)習(xí)進步，從未放棄火星計劃。ExoMars漫游者不僅擔(dān)任探測火星表面地質(zhì)和大氣環(huán)境的任務(wù)，而且將會在惡劣的火星表面環(huán)境中搜尋可能存在的生命跡象。
Schiaparelli探測器未能安全降落火星的原因在于：火星表面氣壓低（小于地球表面氣壓的1％），這意味著探測器到達(dá)火星表面后將快速地下降；此外，探測器著陸必須自主完成，從地球到火星的光傳播時間是3~22min，這種延遲傳輸意味著我們不能夠從地球快速引導(dǎo)著陸過程。美國航空航天局（NASA）發(fā)射的維京（Viking）、探路者（Pathfinder）、鳳凰（Phoenix）等探測器能夠成功登陸火星，是因為NASA已經(jīng)解決了探測器的著陸問題。
登陸火星的經(jīng)驗
2003年的圣誕節(jié)，歐洲成功發(fā)射“小獵犬二號”（Beagle-2），其搭載的火星快車號（Mars Express）探測器將使我們對火星的了解發(fā)生了革命性的變化，包括火星表面的立體圖像、礦物地圖，地球大氣層外的等離子研究以及首次檢測甲烷等。最近，NASA火星勘測軌道飛行器（MRO）發(fā)現(xiàn)“小獵犬二號”成功登陸火星表面，四個太陽能電池板有一個未能部署，通信天線在這個電池板下面，阻止了火星快車號與地球的信號傳輸。經(jīng)過調(diào)整，火星快車號的立體攝像機系統(tǒng)和彈出式鏡頭已經(jīng)向地球傳回了第一個全景圖。
今年10月份，Schiaparelli試圖著陸火星，根據(jù)“小獵犬二號”的經(jīng)驗，詳細(xì)的數(shù)據(jù)在下降過程中傳輸。Schiaparelli使用防熱罩、降落傘以及推進器進行減速，不幸的是，ESA盡管收到了降落傘展開的信號，但沒有收到Schiaparelli確認(rèn)著陸的信號。ESA分析數(shù)據(jù)后表明，著陸過程中減速推進器提前關(guān)閉，盡管降落傘已經(jīng)展開，但其著陸時速度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出安全范圍，失速墜落極有可能造成了Schiaparelli的爆炸。
同時，微量氣體軌道探測器（TGO）成功地進入了火星軌道，它發(fā)回了第一張令人驚嘆的圖片以及與火星近距離接觸的相關(guān)數(shù)據(jù)。TGO將于2018年3月完成一個400公里的圓軌道，圍繞火星運行，這其中涉及到一個無燃料的制動過程（航空制動），依靠摩擦火星表面的氣體分子使TGO速度減慢。TGO的任務(wù)是更多地了解火星的微量氣體，包括甲烷。甲烷不應(yīng)該存在于火星的大氣中，因為它在幾十到幾百年的陽光照射下會被降解，所以火星上肯定存在甲烷的來源，這可能是地?zé)峄顒踊蛭⑸锏纳问健?/div>
搜尋火星上的生命
漫游者探測器被譽為ExoMars火星任務(wù)“皇冠上的寶石”，計劃于2020年發(fā)射，2021年到達(dá)火星。ExoMars漫游者有一個設(shè)計獨特的探頭，可以在惡劣的火星表面以下兩米范圍內(nèi)收集樣品，這是其他探測器探測深度的40倍，好奇號（Curiosity）探測器只能達(dá)到5厘米。因此，此次火星任務(wù)最有可能回答之前一直困擾人類的問題：火星上到底有沒有生命？人類是否可以在火星上居��？
科學(xué)家已將可能的著陸點縮小到火星上的三個區(qū)域：Oxia Planum、Mawrth Valles和Aram Dorsum，數(shù)據(jù)顯示，這三個區(qū)域可能存在含水的粘土（硅酸鹽）、河床沉積物以及水侵蝕過的跡象。此次任務(wù)最令人興奮的地方當(dāng)然是尋找地球之外的生命，與木星的衛(wèi)星歐羅巴（Europa）和土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六（Enceladus）一樣，火星也是可能有生命存在的星球。此外，工業(yè)和學(xué)術(shù)界的技術(shù)革新，使得本次任務(wù)的硬件開發(fā)進展良好；國際團隊的密切合作，對于本次任務(wù)取得成功至關(guān)重要。
太空探索是艱難的，特別是火星探索，我們決不會放棄。我們應(yīng)該從過去的探索中尋求經(jīng)驗，為未來發(fā)展設(shè)定計劃。ExoMars漫游者的任務(wù)將在最新的火星探索中發(fā)揮關(guān)鍵作用，也許能夠回答人類最重要的問題之一：人類在宇宙中真的是獨自存在的嗎？
責(zé)編：科普知識網(wǎng)
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