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日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)领导的“火星卫星探测任务”(MMX)计划在周一从日本发射。如果一切顺利,探测器将在2027年8月抵达火星附近,重点拜访火星的两颗小卫星之一——火卫一(Phobos),并尝试把那里的月尘样本带回地球。
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这次任务的目标很明确:从火卫一表面取回少量物质。如果成功,这将是人类第一次把来自火星或火星卫星的样本带回地球实验室进行分析。样本预计在2031年返回,降落地点是澳大利亚南部的伍默拉沙漠。
为什么要去火卫一?
内太阳系目前只发现三颗卫星:地球的月球、火星的火卫一和火卫二。火卫一约20公里宽,火卫二约10公里宽,形状不规则,看起来有点像“太空土豆”。科学家认为,火星的卫星大约在45亿年前出现,但它们到底怎么形成,仍是一个谜。
目前有两种主要猜测。一种认为,早期有太空岩石猛烈撞上火星,飞出的碎片后来聚成了火卫一和火卫二。另一种认为,它们原本是来自太阳系外侧的小行星,路过时被火星引力“抓住”了。为什么科学家对这么小的样本这么期待?因为样本的化学成分和矿物组成,可能帮助判断哪种猜测更接近事实。
取样有多难?
MMX探测器抵达火星附近后,会先研究火卫二,再把重点转向火卫一。它计划先放下一辆小型探测车,寻找合适的着陆点,然后由主探测器落到火卫一表面,用机械臂和两个取样装置抓取月尘。
在这么小的卫星上放探测车并不容易。火卫一自己的引力很弱,但它旁边有巨大的火星,火星的引力更强,会让着陆和移动更复杂。科学家说,还从来没有人把探测车放到这么小的卫星上。如果你来设计探测器,你会最担心哪一步?
10克能做什么?
这次任务计划带回的样本只有约10克,听起来很少。但研究人员说,即使是一粒粒微小的尘埃,也能做多种分析,所以每一克都很珍贵。英国自然历史博物馆的萨拉·拉塞尔教授说,这是一项非常有雄心和有趣的任务。科学家还会检查样本里是否混有火星物质:当火星表面被撞击时,一些火星颗粒可能飞到火卫一上。为什么一点点火星尘埃也会让科学家兴奋?因为它可能提供关于火星成分和历史的直接线索。
火星取样,不止这一项
美国航天局(NASA)的“毅力号”火星车从2021年起就在火星上收集并储存样本,但原本负责取回这些样本的NASA与欧洲航天局合作任务,因美国国会停止提供资金而实际上被取消。中国计划在2028年发射自己的火星取样任务,并尝试在2031年把火星物质带回地球。
在地球上,科学家已经拥有一些来自火星的陨石。它们是火星表面被小行星撞击后飞向地球的碎片,非常稀有。相比之下,MMX希望带回的是由探测器亲自从火卫一表面取到的样本,这能让科学家在实验室里进行更直接的研究。答案要等样本回到地球后,才能逐步揭晓。