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火星的奧祕 Guide to Mars:解讀紅色行星

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2020年將是探測器的搶灘高峰期

要將探測器送往火星的機會有限,因此同一時期有好幾個國家發射火星探測器的情況並不稀奇。目前已有3架探測器預計會在2020年發射升空。

第1架是美國的Mars 2020。Mars 2020計畫讓類似好奇號的大型探測車登陸,預計會更深入進行生命探索。Mars 2020探測車會前往過去曾有生命出現,而且研判尚留有跡象的地點,進行岩石或土壤等分析,尋找過去應當存在於火星的生命痕跡,以及可推敲出當時火星環境的各種素材。

據悉Mars 2020探測車不只是當場分析岩石或土壤而已,還會將樣本密封於類似試管的容器內,並置放於火星上。置放雖然聽起來似乎沒發揮什麼作用,不過這是為了將來接續Mars 2020計畫所做的準備。美國最終想達到的目標是將火星的岩石等樣本帶回地球的「火星樣本取回任務」。

當Mars 2020任務執行後,會研擬計畫,發射軌道器帶回所採集的火星樣本,以及將樣本傳送至軌道器的登陸器、火箭。這些計畫雖然尚未正式拍板定案,若真的落實,包含從火星發射火箭都將成為史上首度的任務。假如火星樣本取回任務成功的話,應該能為載人火星探測提供寶貴的知識依據。

再來則是Mars 2020預計在火星首度使用直升機型無人機。藉由無人機從低空俯瞰火星地表的方式,期待或許會因此發現新的地形等。

2020年預計發射的第2架探測器是歐洲與俄羅斯攜手合作的ExoMars 2020。歐洲與俄羅斯於2016年時曾發射軌道器與登陸器做為ExoMars的第一波任務。軌道器順利進入火星軌道,可是登陸器卻著陸失敗。ExoMars 2020計畫讓探測車著陸後對火星表面進行偵察。ExoMars此番能否為上一次的登陸器雪恥,備受矚目。

而第3架則是阿拉伯聯合大公國(UAE)的火星探測器希望號。UAE為紀念2021年建國50周年,計畫將希望號送入環繞火星的軌道,進行最先進的火星探測任務。希望號的發射專案由三菱重工承包,預定以HⅡ-A火箭發射升空。

另外,中國似乎也在擬定2020年代的火星探測計畫,不過其詳情仍不得而知。
日本籌備中的MMX計畫

日本現正籌備探索計畫,以便能在2024年如期實施。不過,做為探測目標的天體並非火星。如同計畫名稱MMX(Martian Moons eXploration:火星衛星探測計畫)所示般,目標鎖定佛伯斯與戴摩斯這2顆火星的衛星。

話雖如此,為何該計畫不是針對火星本身,而是針對火星的衛星呢?是不是因為已經有許多探測器被送往火星,所以才將目標鎖定在還不太為人所知的火星衛星呢?其實,這個計畫的發起過程跟火星沒有太大關聯。

主導MMX計畫的是JAXA宇宙科學研究所(ISAS)。小行星探測器「隼鳥號」曾有過將糸川小行星的樣本順利帶回地球的輝煌經歷,其二代機「隼鳥2號」於2018年6月27日抵達龍宮小行星標高20㎞處,開始進行探測。不論是「隼鳥號」還是「隼鳥2號」,都揭櫫著遠大的目標,那就是釐清太陽系的起源與進化,以及生命的原始物質。尤其是「隼鳥2號」的探測對象龍宮小行星,是具備碳、有機化合物、水等形成生命所必要之物質的C型小行星。但願「隼鳥2號」能詳盡探測龍宮並將樣本帶回地球,如此一來就能得知初期的太陽系情況,並得到解開地球生命是如何誕生之謎的重大線索。

而且,ISAS還預定推出DESTINY+(深空探測技術驗證器)。在這個任務中還預計探測引起雙子座流星雨的母天體,也就是法厄同小行星,並調查行星間的塵埃分布等情形。每年有多達4萬公噸的塵埃從太空來到地球。這些塵埃當中含有許多碳與有機物質,故推論這或許是構成地球生命的素材。DESTINY+的探測,預計將能逼近生命起源之謎。

從這些任務便可發現,探究太陽系或生命起源的進化是ISAS以往至今致力探討的主題,MMX做為該研究的一環,應運而生。供給地球等的岩質行星生命素材的是小行星或彗星等來自太陽系邊緣的小天體。至於火星究竟是如何獲得2顆衛星的原因還無法清楚得知,不過目前主要有2種假說。

其一為,原本在太陽系外側形成的小行星,受到火星重力的影響,而開始繞行於環繞火星的軌道之衛星捕獲說。而另一個則是大型小行星衝撞火星,結果讓散亂於火星周圍的碎片聚集形成2顆衛星之巨大撞擊說。不論哪個假說都欠缺關鍵證據,不過與來自遠方的小行星有所關聯這點是共通的。
MMX的一大目標就是釐清2顆衛星的起源。得知該起源後,關於物質是如何在初期的太陽系進行移動,以及這些物質長期以來如何持續供給岩質行星,相信應該能找到解開這些謎團的線索。說不定還能因而更加靠近地球生命誕生之謎。

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