NASA毅力号探测器成功在火星上采集到泥土与灰尘

科学家们希望用地球上强大的实验室设备研究火星样本，以寻找古代微生物生命的迹象，并更好地了解塑造火星表面的过程。大多数样本将是岩石，然而，研究人员也想检查岩浆--破碎的岩石和尘埃，不仅因为它能让我们了解火星上的地质过程和环境，而且还能减轻宇航员在红色星球上将面临的一些挑战。这些灰尘可以影响从宇航服到太阳能电池板的一切，所以它对工程师和科学家来说同样有趣。

美国宇航局的毅力号火星车在2022年12月2日拍摄了这张表岩屑的图片--破碎的岩石和灰尘。作为火星取样返回活动的一部分，这些表岩屑将被考虑存放在火星表面。资料来源：NASA/JPL-Caltech

与岩芯一样，这些最新的样本是用火星车机械臂末端的钻头收集的。但是对于表岩屑样本，毅力号使用了一个看起来像钉子的钻头，其一端有小孔，用来收集松散的材料。

工程师们在用美国宇航局喷气推进实验室（JPL）开发的模拟表岩屑进行广泛测试后，设计了这个特殊的钻头。它被称为莫哈韦火星模拟物，由火山岩粉碎成各种颗粒大小，从细小的灰尘到粗大的鹅卵石都可以模拟，并根据以前火星任务收集的岩浆图像和数据制成。

美国宇航局南加州喷气推进实验室的负责人Iona Tirona说："我们所了解的有关表岩屑颗粒的大小、形状和化学成分的一切都有助于我们为未来的任务设计和测试更好的工具，"我们拥有的数据越多，我们的模拟物就越真实"。

美国宇航局毅力号火星车的全尺寸复制品，在JPL的一堆模拟表岩屑 - 破碎的岩石和灰尘中测试毅力号的岩浆钻头模型。资料来源：NASA/JPL-Caltech

灰尘的挑战

近距离研究灰岩可以帮助工程师设计未来的火星任务--以及未来火星宇航员使用的设备。表岩屑会损坏航天器和科学仪器，它们会干扰敏感部件，使火星车在表面上的速度变慢。这些颗粒也可能对宇航员构成独特的挑战。在阿波罗登月任务中，人们发现月球上的碎石尖锐到足以在宇航服上撕开微小的洞。

就遮挡对宇航员的辐射而言，表岩屑可能是有帮助的，但它也包含风险。火星表面含有高氯酸盐，一种有毒的化学物质，如果不小心吸入或摄入大量的高氯酸盐，可能会威胁到宇航员的健康。

毅力号团队成员艾琳-吉本斯说："如果我们在火星上有一个更永久的存在，我们需要知道灰尘和表岩屑将如何与我们的航天器和栖息地相互作用。"他是麦吉尔大学的博士生，使用火星表岩屑模拟物作为她与火星车的岩石蒸发激光（称为SuperCam）工作的一部分。

美国宇航局毅力号火星车使用的钻头，从左起是表岩屑钻头，六个用于钻取岩芯的钻头，以及两个磨蚀钻头。资料来源：NASA/JPL-Caltech

"其中一些尘埃颗粒可能像香烟烟雾一样细，可能进入宇航员的呼吸支持系统，"吉本斯补充说，他以前是美国宇航局研究人类机器人探索火星项目的一部分。"我们希望更全面地了解哪些材料会对我们的探险者有害，无论他们是人类还是机器人。"

除了回答有关健康和安全危害的问题外，一管火星表岩屑可以激发科学奇迹。在显微镜下观察它，会发现有不同形状和颜色的颗粒的万花筒。每一个都像一块拼图，所有这些都是由风和水在几十亿年中连接在一起的。

内华达大学拉斯维加斯分校的Libby Hausrath说："有这么多不同的材料混入表岩屑，每个样本都代表了这个星球表面的综合历史"。

作为地球土壤方面的专家，Hausrath对发现水和岩石之间相互作用的迹象最感兴趣。在地球上，有水的地方几乎都能发现生命。几十亿年前的火星也可能是这样，当时这个星球的气候更像地球。