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“凤凰”火星“喝水”记

2008-09-26缪红艳

中学科技 2008年9期
关键词:氯酸盐美国宇航局土样

缪红艳

2008年5月25日,美国宇航局宣布,在经过长达10个月、行程4.22亿英里(约6.79亿千米)的漫长飞行之后,美国宇航局的“凤凰”号火星探测器,终于在火星北极附近着陆。

“凤凰”号着陆后,要展开为期3个月的火星地面探测。它将利用先进的挖掘臂深挖火星地表,寻找可能埋于地下的冰,帮助科学家了解这里是否曾经存在适宜生命生存的环境。“凤凰”号能找到冰吗?火星这颗红色的星球上会有生命的存在吗?

浴火重生

“凤凰”号是1976年“海盗”号火星探测任务以来第一次实现反推进动力软着陆的火星探测器,此前欧美和俄罗斯陆续发射了大约40次火星探测器,大多以失败告终。也正因为反推进动力软着陆经历很多次失败,美国宇航局2004年初在“勇气”号和“机遇”号登陆时采取了气囊登陆的方法,即在它们降落在火星表面之前,打开安全气囊,迅速充气,把火星车完全包裹起来,从而实现万无一失的成功登陆。

“勇气”号和“机遇”号的成功登陆鼓舞了科学家,他们决定启动被迫推迟的火星极地探测计划,并将探测器取名为“凤凰”号,希望这个象征浴火重生的神鸟能够给久经挫折的火星探测带来好运。它的使命是在最有可能找到水的地方寻找水的直接证据。用科学家们的话来说,这只神鸟的目的是“喝”一下火星水。

“凤凰”号历经10个月的旅程坎坷,成功登陆火星表面。但它的神圣之旅也是一次悲壮之旅,因为它的设计寿命只有90天,尽管科学家表示,“凤凰”号的使用寿命可能会延长1个月左右,但它在火星上探测的时间绝对不会有“勇气”号和“机遇”号那么长(后者至今仍在火星上工作,并不时传回信息)。因为随着季节推移,着陆点上空的日照时间将越来越短,“凤凰”号获得的太阳能也会越来越少,它很可能无法“活过”冬天。

所以,它的工作时间只有3个月,但它却背负了比“勇气”号和“机遇”号更重要的任务——找到水,并“喝”到水。3个月过去了,它的任务完成了吗?

火星水啥滋味

根据“奥德赛”飞船此前探测到的资料,火星的水分主要集中在火星两极地区。而此前,天文学家也推测火星两极地区的白色区域就是冰。为了帮助“凤凰”号成功找到水,科学家们为其配备了足以钻透30~50厘米厚冻土的锉刀,以对付火星北极附近常年冰冻的土壤。“凤凰”号身上的先进装备还包括“热量及逸出气体分析仪”(TEGA,用以分析加热土样时产生的气体)和“显微镜、电化学及导电性分析仪”(MECA,用来分析样本颗粒,确定其酸碱性及化学成分)。

“凤凰”号降落之处位于火星北极圈之内北纬68.2度。科学家们分析,在这里距地面30厘米的深处应该就可以找到冰。“凤凰”号于是在落脚处准备开始它的工作。

在动手之前,它环顾四周,赫然发现自己的脚下竟有明亮亮的东西,而在这区域,干冰还不足以稳定存在,地球上的科学家们顿时欢呼起来:“这就是冰!”原来,降落时反推进火箭吹开了表面的尘土,水冰实际上就展现在“凤凰”号眼前!

“凤凰”号接着就用机械臂上的铲子开挖,第一铲下去,就挖到了白色条纹状的东西。在火星极地并不强烈的阳光照射下,3天之后,白色条纹消失了,这说明,“凤凰”号挖到了冰。

接下来,地面指挥人员准备将挖到的土样进行分析,不料却无法送到TEGA分析仪中。科学家灵机一动,就让土样在空气中暴露了2天,让水分蒸发掉一些,结果土样变得松软,就容易送到分析仪中去了。

TEGA的功能是分次加热土样,先烘干土样中的水分,然后再让土样中的有机物蒸发出来。当分析仪判定第一次蒸发出来的气体就是水蒸气时,科学家们兴奋地打开香槟庆祝:这只勇敢的“凤凰”终于“品尝”到火星上的水了。此前,火星上存在水的论断都只有间接的证据。这是第一次清楚无疑地接触到、采集到火星上的水。科学家激动地说:“这水的滋味好极了。”

还有别的东西吗

“凤凰”号这么快就完成了既定的任务,那么它在余下的生命里还能做点什么吗?它还能有新的激动人心的发现吗?

8月5日,美国宇航局宣布,“凤凰”号确实在土样中发现了别的东西。“凤凰”号又发现的是一种高氯酸盐。它是一种稳定的化合物,是目前固体火箭燃料的主要成分之一。

科学家说,这个发现不算是惊喜,因为在地球上这种物质对生命有害,但并不会由此将火星上存在生命的可能性排除。事实上,这种物质还是潜在的能量来源。科学家曾在南美洲智利的沙漠里,进行过火星模拟环境生命的研究,科学家们发现,那里的确生活着一种细菌,就是以高氯酸盐为生。

先不管这种高氯酸盐到底对火星生命的存在是有利还是不利,科学家认为更重要的是,在地球上高氯酸盐是由于阳光与空气中浮尘作用而产生的,而它又是溶于水的,通过研究它在火星上的分布,就有可能了解火星大气和地面水流的分布。

看来这也不算个坏消息。

不管怎样,“凤凰”号“喝”到的那一口火星水,为下一步的火星探测、开发乃至宇宙航行提供了进一步的支持。因为火星的环境与地球类似,很多人把火星看作人类的第二家园,希望有一天可以移民火星,在火星上开始新的生活。这一梦想已经让人类期待了上百年了,也许将在不久的将来实现。

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