噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室位于美國(guó)洛杉磯市東北面的山腳下。在它陽(yáng)光燦爛的工業(yè)園里,穿著襯衫的工程師們?cè)阼駱?shù)遮蔽的路徑上大步流星往前走。其中一些人轉(zhuǎn)彎進(jìn)入一幢大樓。正是在這幢大樓里,任務(wù)控制員們讓兩部火星車(chē)成功登陸火星,它們至今仍在火星上工作。另一些工程師則繼續(xù)往另一幢大樓——179號(hào)樓走去。179號(hào)樓是頗具歷史意義的飛船組裝地,許多月球、火星和行星際飛船都誕生于這里。
今天,2020火星取樣火星車(chē)也正在179號(hào)樓里成形。迄今為止,該樓偌大的絕對(duì)無(wú)塵室里,只放了2020火星取樣任務(wù)的一個(gè)主要部件——用起皺的銀紙包裹的蝶形防熱罩。它是從“好奇號(hào)”火星車(chē)任務(wù)遺留下來(lái)的,將在新火星車(chē)上再次利用。
2013年,美國(guó)宇航局在宣布其2020火星取樣任務(wù)時(shí),就宣傳了這種再生利用。該局此前已經(jīng)成功發(fā)射了一系列火星車(chē):1996年的“探路者”是其中第一部,它的重量是11千克;2003年的“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”孿生火星車(chē),重量均為180千克;2012年的“好奇號(hào)”,重量是900千克。不僅每一部火星車(chē)都比上一部更重,而且更復(fù)雜,更具有科學(xué)雄心。
“好奇號(hào)”火星車(chē)(效果圖)
而現(xiàn)在,從工程學(xué)觀點(diǎn)看,2020新火星車(chē)可以部分奠基于“好奇號(hào)”。新火星車(chē)大約85%的設(shè)計(jì)都是沿用之前的火星車(chē),比如底盤(pán)、發(fā)電、通信系統(tǒng)以及其他一些元素。一位多次參與火星車(chē)任務(wù)的項(xiàng)目副主管評(píng)價(jià)說(shuō),這種物盡其用,正是當(dāng)初就定下的設(shè)計(jì)思路,其對(duì)于節(jié)省成本和時(shí)間來(lái)說(shuō),意義不言而喻。
新火星車(chē)之新,主要是用于新探索目的的部件:在火星表面進(jìn)行測(cè)量所用的工具,以及搜集、儲(chǔ)存巖石樣本所用的器具。新火星車(chē)的科學(xué)負(fù)載將由7部?jī)x器構(gòu)成,其中每一部都是全新或經(jīng)過(guò)改進(jìn)的設(shè)計(jì)。例如,裝在火星車(chē)桅桿頂部的全景相機(jī)將具備變焦攝影功能,能聚焦感興趣的區(qū)域。新火星車(chē)的激光儀器將添加波長(zhǎng),以改善對(duì)巖石化學(xué)和礦物學(xué)特征的調(diào)查。新火星車(chē)的機(jī)械臂將擁有紫外光和X射線光譜儀,它們將比“好奇號(hào)”搭載的儀器更好地繪制巖石細(xì)節(jié)。
這些新工具意味著,2020火星取樣任務(wù)有能力通過(guò)采集珍貴的火星巖石樣本,探索到火星表面的地質(zhì)背景??茖W(xué)家說(shuō),這些背景信息對(duì)于了解火星材料和火星本身來(lái)說(shuō)意義非凡。雖然科學(xué)家已經(jīng)擁有數(shù)百塊火星巖石,但這些火星樣本全都失去了原有的至少一部分火星背景——它們作為隕石降落地球。它們?cè)跀?shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億年前被撞出火星,歷經(jīng)漫長(zhǎng)太空之旅洗禮后來(lái)到地球,當(dāng)然也就大大改變了原來(lái)的模樣。之所以要飛到火星采集巖石樣本并帶回地球,目的是幫助科學(xué)家解讀采樣地的火星地貌歷史,并且拼湊出火星的演化歷史。噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室一位天體生物學(xué)家兼X射線光譜儀主要負(fù)責(zé)人如此評(píng)價(jià):“我們需要一整套火星實(shí)地記錄,這些記錄能在幾百年里具有參考價(jià)值。如果要證明火星生命存在,就不得不在最高層面對(duì)此做詳盡調(diào)查?!?