体重轻、跑得快:地质学家纷纷为祝融号指路

原文作者:Smriti Mallapaty
科学家将火星表面的古泥火山、陨石坑、地下冰和沙丘标示为祝融号的可能探索目标。
了解到祝融号的大致着陆位置后,科学家已经迫不及待想要分析卫星图像和地质图,找出值得研究的地貌特征了。一处疑似泥火山的地貌尤其特别——之前的火星车都未曾探索过这种地貌。
“我们都想为祝融号规划路线,”中国地质大学(武汉)行星地质学家肖龙说,中国各地的科学家现在都有机会建议祝融号的前进方向了。
“多个团队将参与设计祝融号的探索路线——在什么时间走到哪个位置,以期在90天内完成更多的探测任务。”香港大学的行星科学家Joseph Michalski补充道。
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中国火星车祝融号等待驶离着陆平台,开始它的火星探索之旅。来源:Xinhua/Alamy
天问一号发射升空10个月后——2021年5月15日,北京时间早晨七点刚过,祝融号在着陆器的保护下着陆了。祝融号的预选着陆区域位于一片广袤的、布满陨石坑的平原——乌托邦平原。这片区域绵延数千公里,意味着科学家只能大概指出要探索的地点。
传回图像
祝融号在展开太阳能电池板后传回的无线电信号表明,目前它已抵达乌托邦平原的西缘,在NASA毅力号(2月份着陆)东北方约1800公里处。科学家认为,对该地区的航拍观测会提供祝融号更精确的位置坐标。
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研究人员认为,祝融号可能位于一处相当平缓的砂质平原上,上面布满了小型陨石坑。目前他们正在研究由卫星(如NASA的火星奥德赛号和火星勘测轨道飞行器MRO)传回的该区域的图像。
祝融号着陆点靠近火星北部低地与南部高地的分界线。NASA的好奇号和毅力号火星车也曾在这一区域附近着陆。这一分界线可能曾是覆盖火星北部古海洋的海岸线。“许多火星探测任务都想验证这里是否真的有海岸线。”肖龙教授说。
来自中国科学院贵阳地化所的行星地球化学家赵宇鴳表示,她的首要任务是研究火星表面的沉积物成分,寻找水-岩相互作用的证据,以证明该区域古海洋的存在。但香港大学的Michalski认为,该地区古海洋的证据可能已经湮没在了近期的地质作用中。
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祝融号着陆点的假彩色图像。该图像由NASA的火星奥德赛号和火星勘测轨道飞行器拍摄的照片合成。图像中,高温区域(如岩石表面)显示为红色;低温区域(如砂地)显示为蓝绿色。图像左上角的圆锥形地貌可能是一座泥火山。来源:NASA/ASU
科学家对卫星航拍图像中的一处顶部凹陷的锥形地貌很感兴趣,这处地貌位于祝融号西北方约3公里处,可能是一座熔岩或泥浆形成的火山。
地球上的泥火山与细菌产生的甲烷有关。火星上的泥火山或能解释在火星大气中探测到的异常丰富的甲烷,“但证实的可能性不大”,Michalski说。
肖龙教授表示,他想看到祝融号用搭载的激光诱导击穿光谱仪检测岩石的化学成分,并用探地雷达探测地表以下的地质结构,搞清楚这个锥形地貌到底是什么。
Alfred McEwen是亚利桑那大学的行星科学家,也是NASA火星勘测轨道飞行器携带的高分辨率成像科学试验(HiRISE)相机的首席研究员。他表示,研究这一锥形地貌也是他的第一要务。但赵宇鴳说,祝融号本次任务是在接下来的三个月内探索周边几百米的区域,而锥形地貌可能超出了祝融号的探索范围。不过,祝融号的实际寿命可能比三个月更长。
沙丘和地下冰
祝融号着陆点还有着大型沙丘地貌,沙丘指示该区域的风向为东南或西北向,Michalski说。着陆点可能会有从附近的陨石坑溅射出来的岩石,所以“该处可能会发现几种成分不同的岩石。”他说。
研究人员还希望能找到地下冰。火星航拍影像中的浅悬崖和低谷让人联想起加拿大和西伯利亚的永冻层地貌,提示火星上的这种地貌可能也是在冰的作用下形成的,Michalski说。
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由火星勘测轨道飞行器所拍摄的图像,所摄区域位于祝融号着陆点的东南方,表现出明显的“雅丹地貌”——由风尘作用形成的线状沙脊。祝融号拍摄的更高分辨率的着陆点图像可用于判断那里是否也有这种地貌。来源:NASA/UA
在接下来的几天里,中国国家航天局将检查祝融号的设备是否运行正常,为接下来驶离着陆台做准备。
在火星表面进行探测时,祝融号能以每小时200米的速度移动。但重240公斤的祝融号也可能走得比这慢,澳大利亚昆士兰科技大学天体生物学家、毅力号团队成员David Flannery说。
他说,祝融号的最大挑战是如何在复杂崎岖的火星表面自主行进。即便是毅力号——SUV大小、重达1吨多——可能一天也只能走100米,这也让祝融号的速度比之前所有火星车都要快很多。
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