好奇号ProMars将会去哪

计划于年发射的NASA新一代火星车Mars可以称之为好奇号的高配版。这款好奇号Pro虽然外形看着和好奇号差不多,实际却已经把各种仪器设备都升级了一遍。

好奇号vsMars

NASA

还将携带一个小型无人机,用于为火星车侦察地形和规划路线。

无人机概念图

NASA[1]

更重要的一点是,Mars还着眼于将来。它计划展开一场超时空接力赛:采集火星岩石和土壤样品,存储起来,以待将来(不知道什么时候的)火星探测器将它们取回并送回地球。也就是说,Mars关系到未来十多年的火星探测。

Mars采样返回的超时空接力,(2)(3)(4)任务可以一次完成,也可以分期完成,丰俭由人

汉化自:NatureNews[2]

说了半天,这么牛逼的火星车到底要着陆在哪里?!这么重要的事NASA当然也觉得很难抉择啦…

24亿美元的挖掘机要送去哪里挖矿?估计搁谁都有选择综合征…

百里挑一的“风水宝地”

从年开始,科学家们就绞尽脑汁为Mars火星车着陆点物色了多个候选着陆点。

最开始提出的所有候选着陆点

ScienceDefinitionreport(Mustardetal,)[3]

然而,对目前的人类而言,火星着陆依然是一件非常困难和危险的事。在哆啦A梦的任意门更高超的着陆技术实现之前,我们还无法想去哪里去哪里。

通常来说,科学家们目前更倾向于选择纬度较低(南北纬30度以内),地势较低(可以有更久的大气缓冲时间),地形平坦的区域。

粗筛一轮之后,只剩下了33个。

符合初筛条件的候选着陆点

NASAMars第一次研讨会[4]

在基本满足工程需要的前提下,科学家们开始继续评估每个点的科学意义。Mars延续了好奇号的使命,终极目标是寻找火星上的水和生命痕迹。年的第二次研讨会之后,一点一点艰难地筛到了8个[5]。

第二次研讨会之后的8个候选着陆点位置

[5]

到年第三次研讨会之后只剩下了3个[6]。

第三次研讨会之后的3个候选着陆点位置

[6]

这三个候选点是:

有过火山活动的NortheastSyrtisMajor;

有着古老的湖泊三角洲的Jezero撞击坑;

以及勇气号火星车曾经战斗过的地方,Gusev撞击坑。

最后一公里总是最困难的,选地方也是一样。火星车只有一辆,地方只能去一个,但到了最后阶段,每个候选点都有着自己独特而难以割舍的优势,每个被剔出的候选点,背后也都有着无尽的叹息和遗憾。

然而决定还是不得不做的。年的第四次研讨会之后,NASA于11月20日公布了这个百里挑一的“风水宝地”——Jezero撞击坑[7]。

MROHiRISE影像下的Jezero撞击坑

NASA/JPL/UA/SeánDoran[8]

Jezero撞击坑在哪里?

Jezero撞击坑以波黑的一个小镇名字命名,位于北半球赤道一带(18.85°N77.52°E),也在火星从北半球崎岖高地向南半球平坦低地的交界上。

Jezero撞击坑位于红框区域中。(左)海盗号全球拼接影像;(右)MOLA地形(越蓝越低,越红越高)。来源:Viking/MOLA,制图:haibaraemily

Jezero撞击坑位于直径约公里的伊西底斯盆地的西北边缘,年,欧空局火星快车号任务携带的着陆器小猎犬2号着陆失败,埋骨于此。而与Jezero撞击坑毗邻的尼利槽沟和大色提斯也都是Mars热门备选着陆区域。

(左)海盗号影像

Viking,制图:haibaraemily;(右)MOLA地形

Mars第三次研讨会TimGoudge报告[9]

除了Jezero撞击坑和NortheastSyrtis,科学家们还在选址的最后阶段提出过一个位于两者之间的折衷位置(Midway),让火星车从Midway慢慢前往Jezero撞击坑。不过这个点最终没有被选中。

该区域的MROCTX拼接影像,原始分辨率5米/像素

CTX[10],制图:haibaraemily

Jezero撞击坑里有什么?

Jezero撞击坑直径约49公里,形成于火星的诺亚纪(约41-37亿年前),内有明显的三角洲和流水侵蚀痕迹,很可能是一个古老开放式湖泊干涸后的遗迹。在火星液态水充盈的年代,这里的湖水可能至少有米深[8]。

Jezero撞击坑全景

CTX+HRSC,颜色是假彩色。制图:JustinBl。

流水切割此处的基底形成了河道。两条河流流入Jezero撞击坑中,又从另一条河道流出。河谷入口处形成的三角洲保留至今,而Mars就打算降落在这片三角洲附近。

Jezero撞击坑中的河流侵蚀作用遗迹,CTX+HRSC+HiRISE图像合成

汉化自:Mars第三次研讨会TimGoudge报告[9]

流水也在这里搬运和形成了橄榄石、碳酸盐、粘土等丰富的堆积物。火星表面氧化和高辐射的环境会破坏可能存在过的生物痕迹,但这些三角洲中快速掩埋的堆积物却很有利于生命标记物的保存。

Jezero撞击坑三角洲一带丰富的堆积物:绿色是粘土、黄色是橄榄石和碳酸盐

NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/BrownUniversity[7]

然而,我们如今看到的Jezero撞击坑却不仅仅是流水干涸后的样子。几亿年后,西方纪(约37-30亿年前)的火山活动也波及到了这里。事实上,Jezero撞击坑底部大部分区域都被火山熔岩所覆盖,坑内发现的高钙辉石和低钙辉石矿物很可能也是火山活动的产物。

Jezero撞击坑一带的地质单元图,灰色区域全部都是火山熔岩

汉化自:Mars第三次研讨会TimGoudge报告[9]

再然后,流水退去、火山平息,Jezero撞击坑一带慢慢变得干燥荒芜。随着火星变得“死寂”,风掌管了几乎一切。Jezero撞击坑底部和火星其他很多撞击坑一样,留下了很多可能至今还在活跃的风成沙丘。

Jezero撞击坑底部的沙波纹。MROHiRISE影像,原始分辨率25厘米/像素

NASAPhotojournalPIA

超时空接力赛的序幕

可能的生命的痕迹、流水地貌、三角洲堆积物、火山熔岩…带着这些探寻目标,Mars火星车计划于年7月发射,并于年2月到达火星。

Mars火星车目前的2条规划路线

Mars第四次研讨会Jezero撞击坑最终评估报告[11]

一场接下来将持续十多年的火星探测超时空接力赛,正式拉开了序幕。

目前所有进入火星大气层的着陆器和火星车着陆点

数据来源:MOLA,制图:haibaraemily

作者:haibaraemily、JustinBl

编辑:Iris

本文感谢LeQiao、MinggangXie、ShanYe,知友

天才琪露诺、

尞祡、

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参考文献:

[1]



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