4月15日,美国总统奥巴马在肯尼迪太空中心宣布将于2030年代中期向火星派遣宇航员。

将人类足迹延伸至火星是一项重大科学突破,虽然当前仍有巨大的差距,但目前科学家已完成太空实验,依据在火星上建造第一个“火星温室花园”的微生物殖民计划,在地球上模拟火星环境可产生微有机生物,这将有助于将火星岩石转换成为土壤,产生人类呼吸的氧气、纯净水和可循环废水。
英国开放大学太空科学研究协会的卡伦?奥尔逊?弗朗西斯是特殊环境陆地有机物研究为主旨的研究小组成员之一,该研究小组在国际空间站完成了太空实验,这项实验是欧洲宇航局“Biopan-6计划”的一部分。
2007年,“Biopan-6计划”将英国西南海岸比尔地区的海岸岩石样本由俄罗斯“联盟号”飞船携载到低地球轨道,一旦抵达相应空间位置,太空舱打开将岩石样本暴露于真空环境中。
比尔地区海岸岩石样本富含宽光谱观测范围的微生物,其中包括进行光合作用的蓝细菌。
弗朗西斯说:“我们认为将这种岩石样本发送至太空将非常有趣!”当这些岩石样本返回地球表面,它们已承受了10多天的太空辐射,比如:太阳光紫外线辐射。
研究小组发现蓝细菌仍能幸存下来。

这项实验并非设计太空花园所用,但获得的发现至关重要。
火星具有高水平的紫外线辐射,最终将消灭所有表面的微生物,因此太空花园需要在温室环境下受保护,弗朗西斯说:“这项实验证实我们可以使用地球低轨道适应有机生物存活,具有潜在更多的太空应用。
”
位于地球低轨道的岩石支持有生源说假设,该理论认为保存在陨石中的活细胞可以安全地穿越太空,如果带有活细胞的陨石碰撞在像火星的贫瘠行星,很可能可以存活下来。
可以进行光合作用的蓝细菌是此项任务的首选对象,它可以从太阳光中直接获得能量,它能作用自维持循环系统的一部分。
欧洲宇航局进行的微生态生命维持系统可将人类废水循环形成宇航员在火星表面生存所需的水、氧气和营养物质。
蓝细菌可用于制造富含蛋白质的螺旋藻,螺旋藻是欧洲宇航局认可的在火星表面可存活的9种必不可少作物之一。
火星赤道的温度可达到20摄氏度,上空大气层的二氧化碳占95%,这种环境非常适合进行光合作用。

然而这里缺少太空花园最基本的元素??土壤。
科学家在南极洲进行的一项岩石样本实验显示,火星温室花园能够将火星岩石碾成碎末,他们认为需要将火星表面占多数成份的火山岩石转换成为供给植物生长的营养成份。
英国开放大学保罗?威尔金森称,食用的细菌可以揭开其中的答案。
他暗示冰岛玄武岩中的有机生物可以存活于火星岩石中。
他说:“陆地岩石肯定存在着大量的微生物,如果它们可以在火星表面幸存生长,那么它将具备更高等级的植物生命。
”
如果任务成功,这将是人类首次从火星及其卫星采集样本并带回地球进行实验室分析。
该项目名为“火星卫星探测”(MMX)的任务,由日本宇宙航空研究开发机构主导,探测器预计将于2027年8月抵达火卫一。
科学家希望借助该项任务,解开火星两颗卫星的形成之谜。
英国自然历史博物馆教授萨拉·拉奎尔是MMX任务样本分析团队的副负责人。
她表示,此前还没有任何航天项目成功从火卫一采集样本并将其带回地球。
“我认为,这是一项极具野心且充满乐趣的任务。
” 太阳系内侧只有三颗天然卫星:地球的卫星月球,以及火星的两颗卫星:火卫一和火卫二。
火星卫星的体积都很小,火卫一的直径约为20公里,火卫二的直径约为10公里。
外形也不规则,看起来有些像太空土豆。
MMX探测器将先对火卫二进行观测,随后把重点转向火卫一。
任务团队计划先投放一辆小型探测车来勘察地形,但这并非易事。
拉奎尔解释说,此前人类从未在体积如此小的卫星上成功部署探测车。
“火卫一自身的引力非常微弱,它紧邻引力强大的火星,火星的引力会增加探测车着陆的难度。
”她解释说。
完成地形勘察后,MMX探测器将确定在火卫一上着陆的地点,再利用机械臂和两套采样装置进行取样。
这些样本将被装入一个小型太空舱,该太空舱预计于2031年返回地球,降落在澳大利亚南部的伍默拉沙漠。
此次任务计划带回的样本总量仅10克。
“样本量实际上很小。
”英国莱斯特大学研究人员克里萨·阿夫德利杜称,“但即使是只有一颗微粒,也足以开展多项研究。
科学家不需要带回数公斤的材料才能进行科学分析,因此取得的每一克样本都物有所值。
” 科学家希望,这些样本能够最终解开火星两颗卫星的起源之谜。
学界目前主要存在两种假说。
一种观点认为,在火星形成初期,一颗小行星或其他天体撞击了火星,撞击产生的碎片最终形成了火卫一和火卫二。
另一种观点则认为,这两颗卫星原本来自太阳系外围的游荡小行星,后来被火星的引力捕获。
“当我们拿到样本后,我们将详细分析其化学成分和矿物组成,再将假设对应的样本特征存在明显差异。
”拉奎尔并表示,“应该很快就能判断……哪一种假说更符合实际情况。
我们很快就会得出结论。
” 研究团队还期待,这次任务能够带来一个额外的惊喜:样本中可能包含来自火星本身的物质。
“令人感到十分兴奋的是,火卫一距离火星表面非常近,当其他天体撞击火星时,撞击产生的部分微小颗粒可能会飞溅出来,并随着落在火卫一上。
”拉奎尔指出,“这意味着探测器采集的样本中可能不仅有火卫一自身的物质,还包含来自火星的颗粒。
这将为研究火星的物质组成和演化历史提供直接证据。
” 将火星物质带回地球,一直是行星科学领域的重要目标。
美国国家航空航天局(NASA)的“毅力号”火星车自2021年以来一直在火星表面开展探测,并将采集到的样本封存在专用容器中。
然而,由于美国会停止拨款,原计划由美国国家航空航天局和欧洲航天局联合实施的火星样本取回任务最终被取消。
与此同时,中国也正计划开展火星采样返回任务,航天器预计于2028年发射,力争在2031年将火星样本带回地球。
事实上,地球上已经存在一些来自火星的物质,它们以火星陨石的形式留存下来。
这些陨石原本属于火星,在小行星等天体撞击火星时被抛射到太空,随后飞向地球。
不过,火星陨石十分稀少,而且一旦抵达地球,就会受到地球环境的污染,与空气、尘埃、土壤和水发生接触。
因此科学家非常希望能获取到直接从火星及其卫星表面采集的样本,因为这些样本可以最大限度地保留其原始状态。
(本文来自张朝阳的英语课,更多国际新闻,欢迎关注搜狐视频关注流张朝阳的英语课)
该探测器将对火星的卫星“火卫一”进行详细观测,并采样返回地球。
探测器将用约一年时间飞抵火星附近,进入环绕火星的“准卫星轨道”。
在环绕火星运行期间,探测器将对“火卫一”进行详细观测,调查“火卫一”上几十个地点的地形、化学组成等,并确定在“火卫一”上着陆的地点。
此后,探测器将尝试在“火卫一”着陆并采集10克以上的卫星表面砂子和岩石样本。
按计划,探测器将于2030年开始返程,并于2031年带着样本回到地球。
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