美国的火星计划.doc

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1、美国的火星计划作为人类最先进的火星探测科学研究计划，NASA的“火星2020”任务将开启一个全新的时代，新的火星车将携带地球上全新的、最尖端的7种武器探测火星的环境、气候、地质以及生物学的潜在价值，为2030年前将人类送上火星铺平道路。在浩瀚的宇宙中，人类最终会拥有地外的第二生存空间吗？今年12月８日，美国航空航天局（NASA）表示，“好奇”号火星车已成功破解火星夏普山的形成之谜。这是继“好奇号”取得发现火星湖泊遗迹、显示火星大气以二氧化碳为主等科学探测成果之后的又一重要成果。2012年8月，“好奇号”成功降落在火星表面，开启其

2、火星探测之旅。两年多时间里，“好奇号”不断传来科学探测“捷报”，人类在火星知识得以不断丰富的同时，也在密切关注美国进一步的火星探测计划。其实，早在2011年NASA公布的《美国2013～2020行星探测十年规划》中，就提出了未来十年火星探测的“新任务”——火星采样返回。今年7月31日，NASA在“好奇号”火星探测器成功着陆以及科学探测上不断获得新进展的基础上，又依据该10年规划，公布了新一代火星探测器——“火星2020”搭载的科学有效载荷。“火星2020”正是火星采样返回任务的开路先锋，它是否将开启人类火星探测的新模式，人类未来

3、载人登陆火星是否因此初现曙光，人们无不期待谜底的揭晓。未来10年锁定采样返回“火星2020”是NASA火星探索计划的一部分，这一计划也包括了正在火星表面工作的“机遇号”和“好奇号”火星车，火星轨道上运行的“奥德赛号”、“火星勘测轨道器”，以及今年9月下旬刚刚抵达火星的“火星大气及挥发物演化探测器”。NASA表示，与以往的火星探测任务不同，“火星2020”任务中新一代火星车将搭载的7台科学载荷，对火星进行原位探测，开展地质评估、分析火星远古生命的迹象及其环境潜在的宜居性。与此同时，它还将收集岩石样品，并将样品用密封罐储存起来，放置

4、于火星表面，以便被未来任务的航天器带回地球。《美国2013～2020行星探测十年规划》指出，未来10年的重点将是火星采样返回任务，首先是巡视任务并收集和储存样品，然后提取样品并返回地球。火星科学界普遍接受的观点是，使用先进的分析技术来深入分析返回的火星样品，以高的回报率获得有关火星系统的科学成果。图1美国火星采样返回三步走示意图任务大致分3步来完成（图1）。第一步由“火星2020”来完成，将发射一个火星车来收集和储藏样品，并放置于火星表面；第二步由未来发射的第二个火星探测器来完成，主要是提取第一个火星车放置于火星表面的样品，并将

5、样品送入火星轨道；第三步将发射一个火星探测器用来“抓取”位于火星轨道上的样品，并将样品带回地球。预计每次任务的间隔时间为4年。“火星2020”将利用现有“好奇号”平台进行升级改进，打造全新的火星车（图2）。采用“火星科学实验室（MarsScienceLaboratory）”中“好奇号”火星车已获得实践检验的着陆系统和火星车经典架构，以确保将任务的成本和风险降到最低；在着陆前的最后几秒钟，将使用“太空起重机”实现成功着陆。“火星2020”探测任务将耗资19亿美元，预计2020年7～9月择机发射，工作寿命约为一个火星年（687个地球

6、日），7台更加轻量化的科学载荷研发成本约为1.3亿美元，总重量为40千克。图2“火星2020”火星车的结构示意图寻找生命、采集样本“火星2020”将继续以探寻火星表面过去乃至现在可能存在的生命信息，获取风化层、土壤、岩石、浅层结构等综合性的火星地质特性信息，并开展原位探测和岩石/土壤样本采集返回。据此，“火星2020”计划确定了两大主任务：一是探测火星表面环境中潜在的宜居性和曾经可能存在的生命痕迹；二是收集和存储火星的岩石和土壤样本，并对其物理与化学等背景信息进行原位探测。“火星2020”计划提供了一个独特的视角，可以“窥探”太

7、阳系中可能的宜居性。科学家也试图在火星上进行一系列技术验证，更加深入地了解火星尘埃和天气对人类未来登陆火星可能造成的影响，以寻找能够避免火星有害尘埃的方法；同时，也将研究能否利用火星上的资源制造出氧气和火箭燃料，为未来人类登陆火星创造条件。如果真的能够实现在火星上实时制造氧气，这将加快人类登陆火星的步伐。“火星2020”的任务规划是建立在其它火星任务取得的成就基础上而设计的一次任务。“机遇号”和“勇气号”以及其它的火星探测器已经发现的证据显示，火星曾经存在水，而“好奇号”的进一步探测又获取了火星过去的环境能够支持微生物存在的一些

8、证据。“火星2020”将在“好奇号”最新成果的基础上，开展难度更大的、新的探索任务，进一步探索其宜居环境以及寻找过去生命存在的信息。按照计划，“火星2020”的后续任务将把岩心和土壤样品带回地球，继而展开实验室工作。通过样品分析，才可以获取火星是否曾在过生命等重