未来十年人类探索地外生命的努力(一)

今年航天飞机结束了它30年的历史使命。自苏联的斯普尼克卫星上天和美国的阿波罗登月以来,激励了几代人的太空探索何时再现辉煌!我个人认为,下一个划时代的事件要么是载人行星探索,要么是地外生命的确认。美国目前暂时放弃了前者,那么在地外生命的探索上,我们都有哪些正在或将要进行的项目呢?

据美国宇航局介绍,美国自己以及与欧洲航天局、日本宇宙空间研究开发机构合作,有十来个与地外生命探索有关的项目正在或将要进行。

——信使号水星探测器(MESSENGER)。2004年发射,今年3月18日进入环绕水星轨道。信使号除了对水星地表、磁场和稀薄大气等进行探测,进一步了解太阳系行星的诞生过程之外,一个重要的任务就是要确认在它的极地环形山内侧是否有冰存在,从而扩展人们对类地行星的知识,有助于筛选其他星系可能有生命存在的候选行星。(三年后,欧洲航天局与日本宇宙空间研究开发机构合作发射的BepiColombo飞船也将到达水星,对水星磁场进行研究。)

在水星轨道上运行了5个多月的信使号已经发回了大量有关这颗距太阳最近的行星的资料
在水星轨道上运行了5个多月的信使号已经发回了大量有关这颗距太阳最近的行星的资料

——火星科学实验室(Mars Science Laboratory)。预计今年11月25日发射,明年8月在火星软着陆,将一台775千克重的六轮漫游车送上火星,它所携带的仪器设备将在近两个地球年的时间内采集和分析火星的岩石和土壤样品,寻找有机物质,试图发现火星是否曾经有过、甚至今天还可能有微生物存在的证据。

火星科学实验室的漫游车示意图(左)实验室测试(右)
火星科学实验室的漫游车示意图(左)实验室测试(右)

——太空生物学火星探测/微量气体卫星(ExoMars/Trace Gas Orbiter)。这是一个以欧洲航天局为主、美国宇航局参与研发的探测项目,预计2016年将一个卫星送入环绕火星的轨道,并且将一个漫游车送上火星表面。自从2003年发现火星大气含有微量甲烷以来,科学家们想要知道它究竟来自哪里。因为除了在星际云有甲烷存在之外,甲烷也是生物活动的重要副产物。火星的甲烷究竟是从太空捕获的,还是自身产生的,关心地外生物的科学家们想要知道这个问题的答案。

太空生物学微量气体卫星(左)与火星探测漫游车(右)示意图
太空生物学微量气体卫星(左)与火星探测漫游车(右)示意图

——月球重力再现与内部结构实验室(Gravity Recovery and Interior Laboratory, GRAIL)。计划于今年9月8日发射,明年1月份进入月球轨道,部署两颗月球卫星。这两颗卫星的位置非常精确,通过它们之间以及与地面站发射和接受的Ka频段(26.5至40千兆赫)无线电信号,测定其位置与距离的变化,从而将整个月球内部的重力结构精确地描绘出来,将有助于研究月球的地质环境和它的生成过程,进而帮助人们认识类地行星的演化历史。

为了让卫星精确地进入月球的近月轨道,同时也可以节省发射功率,它不像阿波罗飞船仅用3天就抵达月球,而是通过太阳-地球第一拉格朗日点飞往月球,所以要花3个多月的时间。(关于拉格朗日点,关心航天事业的读者可能知道,那是一个质量可以忽略不计的小天体与太阳和地球之间的位置保持不变的五个空间点。最近中国的嫦娥2号在完成了月球考察任务之后,利用它剩余的燃料,飞离月球,到达与太阳和地球保持静止的第二拉格朗日点,扩展太空考察任务。)

GRAIL还有一个有创意的构想,就是它的每个卫星都带有一套“中学生月球知识获取系统”(Moon Knowledge Acquired by Middle school students, MoonKam),每个MoonKam有4个摄像头和一个数字录像控制器,在GRAIL进行科学考察的阶段,学生们可以申请对自己感兴趣的月球环形山、月海或其他月貌进行拍照,宇航局会将照片发布上网,学生们可以用它来完成自己的科学学习项目。

今年4月GRAIL的两颗卫星在进行真空和高低温实验(左)GRAIL月球测量原理示意图(右)
今年4月GRAIL的两颗卫星在进行真空和高低温实验(左)GRAIL月球测量原理示意图(右)

(未完待续)

(所有图片的原图均取自美国宇航局网站)

雾谷飞鸿/美国参考
http://twitter.com/MeiGuoCanKao
https://share.lab.prod.getusinfo.com/zh-hans/
手机雾谷飞鸿
http://m.usembassy.gov/128065&t=d066a6d0da4e3a13f9dffed0b763262b
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