美國(guó)宇航局(NASA)好奇號(hào)探測(cè)器的控制者們一直在耐心等待,他們已經(jīng)為啟動(dòng)一項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)等待了太久。這個(gè)漫游器腹部折疊了9個(gè)不銹鋼套管,每個(gè)都裝著溶劑,它們是該探測(cè)器探尋古代海洋生命跡象的最佳裝置?,F(xiàn)在,在登陸火星的第五個(gè)年頭,好奇號(hào)已經(jīng)到達(dá)一個(gè)被認(rèn)為是富有潛力的狩獵點(diǎn)的山峰,任務(wù)科學(xué)家已經(jīng)準(zhǔn)備好將新鉆出的泥土置入其中一個(gè)珍貴的濕化學(xué)杯中。但目前出了一個(gè)小故障——從2016年12月開始,好奇號(hào)已經(jīng)不能鉆探了。
問題類似于機(jī)械設(shè)備上延長(zhǎng)鉆頭的停車剎車出現(xiàn)故障,這有些嚴(yán)重?!拔覀冇幸恍n慮?!奔又菖了_迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室好奇號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家Ashwin Vasavada說,但該鉆頭依然會(huì)間歇性地做出回應(yīng)?!拔覀冞€沒有處于它完全罷工的情況”。
時(shí)間依然在為這個(gè)年老的探測(cè)器而流逝,一些外部科學(xué)家后悔沒有利用濕化學(xué)杯。巖石已經(jīng)刺破了它的輪子,其衰變放射性電源的能量產(chǎn)出已經(jīng)下降了15%。布朗大學(xué)行星科學(xué)家Jack Mustard說,他理解該團(tuán)隊(duì)的猶豫。但他希望“該任務(wù)能夠用濕化學(xué)設(shè)備更快地向前推進(jìn)”,他說,“我非常渴望見到可以了解的內(nèi)容。”
馬里蘭州戈達(dá)德空間飛行中心的Paul Mahaffy也是如此,他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)該漫游者的機(jī)載實(shí)驗(yàn)室——火星樣本分析儀(SAM)。SAM團(tuán)隊(duì)已經(jīng)嗅到了出乎意料豐富的有機(jī)分子,他們還發(fā)現(xiàn)了衰變脂肪酸的誘人跡象(在理論上這是古微生物細(xì)胞壁的潛在痕跡)。但這些和其他有機(jī)分子也可能來自地球上的污染,抑或來自于古火星火山或是隕石?,F(xiàn)在,該團(tuán)隊(duì)希望了解更多?!昂圹E就在那里?!盡ahaffy說,“獲得更確切信息的方式就是濕化學(xué)方法?!?/p>
SAM的工作方式是接收鉆探或收集來的火星沙礫,將其置入可以放在爐中加熱到1100℃的套管中??茖W(xué)家會(huì)在形成的煙氣中篩選,探尋分子標(biāo)記。在圓盤傳送帶上的74個(gè)杯子中,大多數(shù)是用來開展“干”化學(xué)實(shí)驗(yàn)的石英管,其中有29個(gè)已經(jīng)被使用。但機(jī)載的9個(gè)溶劑杯卻用鋁箔密封,旨在分析諸如氨基酸和衰變脂肪酸等有機(jī)分子,否則它們會(huì)抵制蒸發(fā)。
即便是使用干實(shí)驗(yàn)杯,該團(tuán)隊(duì)也必須克服一些障礙。火星土壤高氯酸鹽(富含氧氣的鹽)飽和。除了在地表分解有機(jī)分子之外,高氯酸鹽還會(huì)在SAM中產(chǎn)生惡作劇——它們會(huì)與該設(shè)備采樣的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。此前還有一件明確的事情,其中的一個(gè)濕杯發(fā)生溶劑泄漏,產(chǎn)生了穩(wěn)定的背景污染,這需要若干年才能化解。但這次泄露也提供了一個(gè)機(jī)遇:在低溫下烘烤樣本釋放其高氯酸鹽,使其在周圍的溶劑中暴露兩天,然后恢復(fù)加熱,SAM團(tuán)隊(duì)即可得到一些有機(jī)“獵物”。
幾年前,該團(tuán)隊(duì)利用好奇號(hào)在降落地點(diǎn)蓋爾隕坑附近黃刀灣鉆探的泥巖樣本,發(fā)現(xiàn)了氯苯(含有6個(gè)碳原子的環(huán)形分子)和其他氯代有機(jī)物。這些分子據(jù)認(rèn)為來自與爐中高氯酸鹽的反應(yīng),從而使其來源蒙上了一層神秘的面紗。但它們的出現(xiàn)是一個(gè)非常重要的線索,法國(guó)普瓦捷大學(xué)地質(zhì)化學(xué)家Claude Geffroy說,他正在研究歐空局計(jì)劃發(fā)射的天外火星探測(cè)器的類似SAM的儀器?!八馕吨鹦黔h(huán)境中存在有機(jī)物”。
2014年年底,好奇號(hào)進(jìn)入默里地層。根據(jù)最近觀察的泥巖裂縫驗(yàn)證,它是另一塊據(jù)認(rèn)為可追溯至35億年前的泥巖。漫游者鉆探了處于高溫之下的巖石,它會(huì)釋放含硫的有機(jī)物質(zhì)。這些分子不可能是污染物,因?yàn)楹闷嫣?hào)探測(cè)器此前從未探測(cè)到它們。這個(gè)樣本和其他若干樣本還產(chǎn)出了濃度驚人的有機(jī)片段,濃度可達(dá)百萬分之幾。Geffroy說,這樣的結(jié)果是20世紀(jì)70年代海盜號(hào)火星探測(cè)器觀測(cè)到濃度的100倍,非?!傲钊顺泽@”。實(shí)際上,現(xiàn)在大多數(shù)SAM科學(xué)家認(rèn)為,“有機(jī)物在很多樣本中更為普遍”,Mahaffy說。
現(xiàn)在,更有趣的是一些鏈條更長(zhǎng)、質(zhì)量更大的有機(jī)分子,它們是由于溶劑泄露到周圍環(huán)境而檢測(cè)到的。它們的身份并未辨明,但很多類似于脂肪酸的殘留物。生命通常會(huì)以偶數(shù)形式炮制出脂肪,其鏈條為12、14、16和18個(gè)碳原子的長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)類似模式的痕跡是Mahaffy夢(mèng)寐以求的生物標(biāo)記。脂肪是非常好的目標(biāo),華盛頓特區(qū)卡內(nèi)基科學(xué)研究所地球物理實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行主任George Cody補(bǔ)充說。但它們也可能是常見的實(shí)驗(yàn)室污染,是由技術(shù)人員的指印留下的。任何相關(guān)發(fā)現(xiàn)都面臨著考證其起源的嚴(yán)格考察。
科學(xué)家可能會(huì)通過一次濕化學(xué)測(cè)試跟蹤這些線索。但在2016年12月停工兩周修理鉆頭之后,好奇號(hào)團(tuán)隊(duì)決定再次開始前行,其身后留下的是一個(gè)有潛力的鉆探點(diǎn)和潛在的濕化學(xué)目標(biāo)。
同時(shí),工程師仍在繼續(xù)了解為什么鉆頭的剎車有時(shí)不能釋放?;鹦巧系难心セ蚺傩际广@頭造成的磨損可能讓它失靈。到目前為止,科學(xué)家尚無修復(fù)它的明確方法。
即便鉆頭最終不能使用,NASA的科學(xué)家也有應(yīng)對(duì)設(shè)備失靈的后備方法。好奇號(hào)還有一個(gè)鏟臂,它們可能會(huì)非常幸運(yùn)地發(fā)現(xiàn)一些近日暴露的非常容易抓取的物質(zhì)。
現(xiàn)在,好奇號(hào)已經(jīng)有機(jī)會(huì)用一只濕化學(xué)杯檢驗(yàn)保存了有機(jī)質(zhì)的另外兩塊不同的泥巖。Mahaffy希望,他們還有另一次機(jī)會(huì)。
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