孙平贺

(1.有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，湖南 长沙 410083; 2.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083; 3.美国亚利桑那州立大学，坦佩 85282)

0 引言

人类对火星的探测一直都是空间探测的热点。1960年前苏联发射的首颗火星探测器拉开了这一科学过程的序幕，此后，美国、俄罗斯、欧洲、日本、印度和中国陆续实施了一系列的火星探测活动。由于火星是距离地球最近的类地行星，其是否存在水和生命，可否成为人类另外家园等问题是人类探测活动的最初动力。同时，行星地质学家根据火星表面的影像分析资料，初步建立了其表面可能的地层分布情况[1-2]，如图1所示，也进一步推动了人类认识火星的进程。此外，近些年的探测活动同样推动了材料、制造、通信等领域的技术进步。2018年5月，美国“好奇号”火星车探测结果显示：火星上存在含硫的有机质，同时甲烷浓度随季节更迭呈现规律性变化[1]，而这重大发现是依赖于其钻探样品自动分析结果，因此，取样钻探是火星探测中不可或缺的关键技术。

图1 火星表面可能的地层分布

“好奇号”火星车于2012年8月着陆，2013年2月实施首次取样钻探，并成功完成直径为16 mm、深度为64 mm的钻孔作业。着陆6年来，其先后完成了16次取样钻探(截至2018年5月20日)[3]，为科学家认识火星提供了直接依据，如图2所示。美国国家航空航天局(NASA)火星探测中心公开的资料显示，科研人员花费了十余年对火星钻探取样技术展开研究[4-6]，主要关注的是两大难点：其一是火星不确定的环境因素；……