6月3日,美国宇航局的“毅力号”火星探测器磨碎了一块岩石表面,吹走了产生的碎屑,然后使用一套旨在确定其矿物组成和地质成因的仪器对其原始内部进行了研究。“肯莫尔”是探测器科学团队的昵称,也是“毅力号”对火星岩石进行如此深入研究的第30块岩石,首先在一块5厘米宽的磨损区域进行钻孔。

“肯莫尔是一块怪异、不听话的岩石,”来自加州帕萨迪纳市加州理工学院的“毅力号”副项目科学家肯·法利说道。“从外观上看,它看起来不错——是那种我们可以好好磨蚀的岩石,如果科学方法正确的话,或许还可以采集样本。但在磨蚀过程中,它到处都在震动,小块的岩石脱落了。幸运的是,我们设法深入到地表以下足够深的地方,以便继续进行分析。”
科学团队希望深入火星岩石饱经风霜、布满尘埃的表面之下,探究岩石的成分和历史的重要细节。磨去磨损区域还能形成一个平坦的表面,使“毅力号”的科学仪器能够近距离观察岩石。
磨砺的时间
美国宇航局的火星探测车“勇气号”和“机遇号”各自携带了一台以金刚石粉末为尖端的研磨器,称为岩石磨削工具(RAT)。当火星探测车的机械臂将其推入岩石深处时,RAT 以每分钟 3000 转的速度旋转。然后,两把钢丝刷将产生的碎屑(尾矿)扫除。
美国宇航局的“好奇号”火星车携带一个除尘工具(DRT),其金属丝刷毛会在火星车钻入岩石之前清扫岩石表面的灰尘。与此同时,“毅力号”火星车则依靠一个专门设计的磨料钻头,并使用一种比金属丝刷更强大的装置——气态除尘工具(gDRT)来清除岩石表面的灰尘。
“我们使用‘毅力号’的 gDRT 系统,向覆盖在新磨损岩石上的尾矿和尘埃喷射 12 磅/平方英寸(约 83 千帕)的氮气,”NASA 南加州喷气推进实验室的机器人工程师凯尔·卡普兰 (Kyle Kaplan) 说道。“每次磨损喷射五次——一次用于排出气罐中的氮气,四次用于清除磨损。gDRT 还有很长的路要走。自四年多前登陆杰泽罗陨石坑以来,我们已经喷射了 169 次。气罐里大约还剩下 800 次氮气。”
与刷洗方法相比,gDRT 具有一个关键优势:它可以避免刷洗过程中可能存在的任何陆地污染物进入正在研究的火星岩石。
火星探测车团队已收集了超过30次磨损表面的数据,现场科学研究(在原地或位置研究某物)的数据收集工作已基本完成。gDRT 将尾矿吹走后,火星探测车的 WATSON(用于操作和工程的广角地形传感器)成像仪(与 gDRT 一样,位于火星探测车机械臂的末端)会俯冲下来拍摄特写照片。
然后,SuperCam 从火星车桅杆高处的有利位置,用激光器发射数千个独立脉冲,每次脉冲都使用光谱仪来确定每次冲击后释放出的微观物质羽流的组成成分。SuperCam 还使用不同的光谱仪来分析从磨损区域材料反射的可见光和红外光。
“SuperCam 对磨损区域及其旁边的粉末状尾矿进行了观测,”SuperCam 团队成员、“陨石坑边缘”项目科学负责人、法国里昂大学的 Cathy Quantin-Nataf 说道。“尾矿向我们表明,这块岩石含有粘土矿物,这些矿物以氢氧化物分子的形式存在,并与铁和镁结合——这在古代火星粘土矿物中比较典型。磨损光谱为我们提供了岩石的化学成分,显示出铁和镁的含量有所增加。”
随后,SHERLOC(利用拉曼和荧光扫描宜居环境有机物和化学物质)和PIXL(行星X射线岩石化学仪器)也对肯莫尔进行了探测。除了支持SuperCam关于岩石含有粘土的发现外,它们还探测到了长石(正是这种矿物使肯莫尔的大部分在阳光下显得格外明亮)。PIXL仪器还在磨损处探测到了一种氢氧化锰矿物——这是该任务期间首次发现此类物质。
在肯莫尔数据收集完成后,火星探测车将前往新区域,探索耶泽罗陨石坑边缘的岩石(包括合作的和不合作的)。
“在火星探测器任务初期,你会学到一件事,那就是并非所有火星岩石都生来平等,”法利说。“我们现在从肯莫尔这样的岩石中获得的数据将有助于未来的任务,这样他们就不必再考虑那些奇怪、不配合的岩石了。相反,他们将更清楚地知道,这些岩石是否可以轻松地碾过、取样、分离其中的氢和氧作为燃料,或者是否适合用作居住舱的建筑材料。”
长途流动
6月19日(任务的第1540个火星日),毅力号火星车打破了此前单次自动驾驶行驶距离的纪录,行驶了1348英尺(411米)。这比其在2023年4月3日(第753个火星日)创下的纪录多了约210英尺(64米)。规划人员绘制火星车的大致路线时,毅力号可以利用其自动驾驶系统AutoNav,缩短在科学考察区域之间的行驶时间。
“毅力号”行驶了四个半足球场那么远,本来可以走得更远,但科学团队希望我们停在那里,”喷气推进实验室毅力号火星车驾驶员卡姆登·米勒说道。“我们完全确定了目标停止位置。在火星上的每一天,我们都在学习如何最大限度地利用我们的火星车。我们今天学到的东西,未来的火星任务明天就不必再学了。”














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