登陸火星只是第一步，探索紅色星球發(fā)現(xiàn)更多未知才是目的。迄今為止最昂貴的探火任務(wù)、耗資27億美元（研制及發(fā)射費(fèi)24億+運(yùn)營費(fèi)3億）——火星2020任務(wù)已經(jīng)按下啟動(dòng)鍵。
按照NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室JPL慣例，著陸日當(dāng)天標(biāo)記為毅力號火星第0日（Mars Perseverance Sol 0）：美東時(shí)間2021年2月18日（北京時(shí)間2月19日）；毅力號首個(gè)火星日：美東時(shí)間2021年2月19日（北京時(shí)間2月20日）；毅力號第二個(gè)火星日：美東時(shí)間2021年2月20日（北京時(shí)間2月21日）；毅力號第三個(gè)火星日：美東時(shí)間2021年2月21日（北京時(shí)間2月22日）……以此類推（每個(gè)火星日為24小時(shí)37分鐘，比地球日略長）
推送文章的今天，即美東時(shí)間2021年2月21日（北京時(shí)間2月22日），一大波新鮮火星照來襲：火星2020任務(wù)團(tuán)隊(duì)發(fā)布最新一批火星照，多達(dá)145幅，再加上毅力號火星著陸日傳回的首批3幅照片，現(xiàn)已多達(dá)148幅。以下挑選一些典型照看看。
▲這是毅力號使用右前避險(xiǎn)攝像頭A拍攝的廣角照片，右前輪完整呈現(xiàn)，火星車午后影子清晰可見。拍攝時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間毅力號第2個(gè)日15:36:13。
▲這是毅力號使用右前避險(xiǎn)攝像頭A拍攝的照片，右前車輪特寫鏡頭，這有助于JPL毅力號任務(wù)團(tuán)隊(duì)檢查車輪狀態(tài)，為即將到來的移動(dòng)探測作準(zhǔn)備。我們知道，毅力號輪胎跟好奇號相比，寬度略窄，但直徑更大，厚度也更大，而且采用直線花印紋，不再采用摩爾斯電碼花紋，更加堅(jiān)固耐用。
這幅照片拍攝時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間毅力號第0天17:21:16。
▲這是毅力號使用右前避險(xiǎn)攝像頭A拍攝的照片，右前車輪特寫鏡頭，清晰可見輪子下面壓著一塊火星石，輪胎內(nèi)側(cè)殘留一些顆粒狀沙石，這是火星車著陸時(shí)濺起的沙石。會(huì)不會(huì)影響火星車走起？應(yīng)該不會(huì)。畢竟好奇號、機(jī)遇號等先輩遭遇過比這嚴(yán)重得多得多的沙石入侵，都沒事。
這幅拍攝時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間毅力號第0天17:21:29。
▲這是毅力號使用右后避險(xiǎn)攝像頭拍攝的超廣角照片，清晰可見左后輪，以及近處火星表面，相對來說還是比較平坦的。以沙土為主，有零星小石塊散落，大塊巖石則埋藏在沙土之下，初露端倪。這很像地球上一些荒漠，只不過尚未發(fā)現(xiàn)「荒漠甘泉」。
拍攝時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間毅力號第2天15:36:46。
▲這是上圖單色照片經(jīng)過著色處理的彩色照。對比看更有趣。
▲這是在同一時(shí)間點(diǎn)使用左后避險(xiǎn)攝像頭拍攝的超廣角照片，清晰可見右后輪，近處火星地表地貌跟上圖很接近，甚至部分重合。拍攝時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間毅力號第2天15:36:46。
同一時(shí)間點(diǎn)從不同角度拍攝火星車、火星地貌，是毅力號任務(wù)團(tuán)隊(duì)常用模式，這樣可以更方便做對照，還可以拼出超寬視角圖像，更全面感知火星實(shí)景實(shí)況。
▲這是毅力號使用左后避險(xiǎn)攝像頭拍攝的超廣角照片，拍攝時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間毅力號第0天17:20:27。照片左上方傍晚陽光仍然很耀眼，遠(yuǎn)處山勢只現(xiàn)一片起伏的暗影，輪胎早已隱沒于暗影之中。
至于我們所關(guān)注的：何時(shí)拍攝360度全景照？何時(shí)錄制探火史上第一段同期聲影像？何時(shí)毅力號動(dòng)身、開始探索之旅？啥時(shí)候讓機(jī)智號直升機(jī)首次起飛，翱翔于火星天際？都在以下火星2020任務(wù)清單里——
●何時(shí)拍攝360度全景照？
根據(jù)JPL火星2020任務(wù)副主管詹妮弗·特羅斯珀（Jennifer Trosper）在著陸日當(dāng)天新聞發(fā)布會(huì)透露，計(jì)劃在毅力號第三個(gè)火星日：美東時(shí)間2021年2月21日（北京時(shí)間2月22日），動(dòng)用頭部桅桿攜帶的MastCam-Z相機(jī)拍攝第一幅彩色全景火星照片。
發(fā)布時(shí)間待定。不過，就像好奇號、機(jī)遇號、勇氣號當(dāng)年發(fā)布首張全景照一樣，毅力號發(fā)布時(shí)也會(huì)成為惹眼一時(shí)的火星探索照。
毅力號MastCam-Z是好奇號Mastcam相機(jī)的升級款，優(yōu)化了立體成像能力、導(dǎo)航能力等，也是毅力號的主要眼睛。這是一對可拍攝彩色圖像、視頻、三維立體圖像的多功能相機(jī)。安裝在頭部桅桿上，視線高度與人類視線基本一致，當(dāng)這對相機(jī)指向同一方向時(shí)，可提供與人眼看到的相似三維圖像，但清晰度更高。MastCam-Z還具備強(qiáng)大的變焦鏡頭，即遠(yuǎn)近縮放功能，近到機(jī)器臂工作區(qū)范圍內(nèi)高清拍攝1毫米物質(zhì)特征，遠(yuǎn)到100米以外的3～4厘米的物體。甚至使用一對太陽能過濾器可以直接拍攝太陽。還能拍攝沙塵暴、火星云、天文現(xiàn)象等。
●何時(shí)錄制探火史上第一段同期聲影像？
毅力號攜帶兩臺(tái)麥克風(fēng)，可以在駕駛和收集樣本時(shí)錄制同期聲（視頻+聲音同步），為火星探測增添第五感，并且為探測火星大氣、表面開辟一個(gè)嶄新的科學(xué)領(lǐng)域。在此之前，NASA從未在火星上成功使用過麥克風(fēng)，因此這次「帶聲」實(shí)驗(yàn)會(huì)帶來前所未有的驚喜。
第一批聲音采集需要在火星車充電、設(shè)備測試后才能錄制，最快也要在著陸幾天后傳回地球，大約一周后發(fā)布供公眾聽到。任務(wù)團(tuán)隊(duì)將在音頻專家?guī)椭绿幚砘鹦锹曇簦员愀逦牭阶钣腥さ穆曇簟Ｓ捎诨鹦谴髿獬煞旨捌鋵傩裕鹦锹曇襞c地球上的聲音會(huì)略有不同。由于壓力低，所有聲音音量都會(huì)降低。此外，高頻音調(diào)將被二氧化碳分子嚴(yán)重減弱。總之，不管是火星風(fēng)聲、自然聲音，還是火星車制造的工作聲音，這一切就像隔著墻傾聽一樣。
●毅力號啥時(shí)動(dòng)身，開始發(fā)現(xiàn)之旅？
根據(jù)任務(wù)團(tuán)隊(duì)排期，毅力號火星車需要3～4個(gè)火星日，全面檢查所有儀器設(shè)備健康狀況，同時(shí)為火星車充電。并且從第4個(gè)火星日開始切換至地面操作新程序，這一重要步驟需要一段時(shí)間才能完成。這一切準(zhǔn)備就緒后，才會(huì)啟動(dòng)毅力號，首次移動(dòng)大約5米。雖然只是一小步，卻是毅力號歷史性第一步。
反正，毅力號最少可持續(xù)工作1個(gè)火星年（基于綜合風(fēng)險(xiǎn)考量），而核動(dòng)力供電至少能保證火星車運(yùn)行14個(gè)地球年，孿生兄弟好奇號現(xiàn)已服役8年，所以毅力號不必急于趕路，徐徐圖之才是真。
與好奇號最大不同，毅力號不僅能夠?qū)嵉夭杉瘶悠罚夷軌虼鎯?chǔ)樣品，等待后續(xù)任務(wù)帶樣返回地球。
▲如圖所示，毅力號首期探索路線是先探測杰澤羅隕石坑遠(yuǎn)古時(shí)期形成的河流三角洲——有史以來探測最具有挑戰(zhàn)性的火星地形，探索富含遠(yuǎn)古沉積物地帶，尋找古代微生物的生命跡象。再爬上610米高的隕石坑邊緣，探索周圍的平原。
在這個(gè)過程中，發(fā)現(xiàn)可能存在遠(yuǎn)古微生物生命遺跡的火星巖石、風(fēng)化巖，利用9個(gè)頂級鉆頭、17臺(tái)獨(dú)立馬達(dá)的頂級采樣裝備進(jìn)行收集巖石樣本，每管樣品重約15克，相當(dāng)于一根雪茄大小。采集目標(biāo)至少20管，最多43管（不過還會(huì)預(yù)留一些給二期采集任務(wù)）。多次采集后再經(jīng)過任務(wù)團(tuán)隊(duì)選址，存放在適宜的火星表面存儲(chǔ)點(diǎn)，為后續(xù)任務(wù)采樣返回做準(zhǔn)備。待首期探索路線結(jié)束后，根據(jù)實(shí)際狀況可以啟動(dòng)二期探索路徑。選取另一條路徑爬上杰澤羅隕石坑，越過坑口抵達(dá)另一側(cè)進(jìn)行采集探索。
顯而易見，這是所有火星探測任務(wù)中最具雄心勃勃的一次，也是最具史詩級的探火之旅，試圖憑借最尖端的探測采集技術(shù)尋找火星生命的最直接證據(jù)。期待毅力號不負(fù)地球人厚望。
●啥時(shí)候讓機(jī)智號首次起飛？
作為人類史上第一架將在地球以外空間飛行的天外飛行器，機(jī)智號/獨(dú)創(chuàng)號（Ingenuity）探測直升機(jī)一直備受矚目。目前仍然待在毅力號火星車腹部待命，著陸日當(dāng)天即被喚醒，與JPL任務(wù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行通信聯(lián)系，表明這架直升機(jī)尚好還活著。利用火星車核動(dòng)力供電系統(tǒng)，這幾天為它充電至35%容量（發(fā)射前任務(wù)團(tuán)隊(duì)也是充電至這一水平，因?yàn)樘幱诜枪ぷ鳡顟B(tài)，低電荷狀態(tài)對電池健康更有利）。之后保持每周充電至35%，讓直升機(jī)扛過零下90°C的寒冷火星世界。
首次起飛需要幾個(gè)月之后——沒看錯(cuò)，確實(shí)要耐心等上幾個(gè)月。根據(jù)JPL火星2020任務(wù)副主管詹妮弗·特羅斯珀透露，粗略的時(shí)間框架是春季開始動(dòng)用直升機(jī)飛行，夏季正式開啟毅力號火星車首期探索工作。這意味著機(jī)智號先行探路飛行，協(xié)助為毅力號火星車規(guī)劃最佳探測路線。
這款無人機(jī)只有1.8公斤重，高約半米，螺旋槳葉片直徑1.2米，每分鐘旋轉(zhuǎn)2400～2900轉(zhuǎn)，比地球大氣層飛行的直升機(jī)快10倍左右，動(dòng)力采用太陽能。NASA希望能在30個(gè)火星日（31個(gè)地球日）內(nèi)至少進(jìn)行5次探測飛行，每次不超過3分鐘。機(jī)智號將成為人類首架行星探測直升機(jī)，而且是在只有地球大氣密度1%的火星空氣里飛行。這也是人類首次部署行星探測直升機(jī)，為構(gòu)建「火星車+直升機(jī)」全新立體化探測模式開啟第一飛。
●何時(shí)開始為火星制造氧氣？
我們知道，毅力號還攜帶一套前所未有的演示神器：MOXIE（火星就地資源利用制氧實(shí)驗(yàn)設(shè)備），這將是人類首次利用火星制氧實(shí)驗(yàn)設(shè)備，試圖在火星上制造氧氣。制造氧氣就像樹一樣，吸入二氧化碳并呼出氧氣。
MOXIE設(shè)計(jì)能力是每小時(shí)產(chǎn)生6～10克氧氣，差不多足夠讓一條小狗呼吸。任務(wù)團(tuán)隊(duì)期望在一個(gè)火星年（687個(gè)地球日）期間運(yùn)行10次左右，每次制氧約兩小時(shí)，以檢驗(yàn)在不同季節(jié)里的運(yùn)行狀態(tài)。預(yù)計(jì)將在火星春季開始首次運(yùn)行演示。
這套神器目的是通過演示就地資源利用（ISRU）技術(shù)，讓人類能夠從火星大氣中獲得液氧推進(jìn)劑、宇航員呼吸用的氧氣。MOXIE運(yùn)行原理：先從火星大氣中收集二氧化碳，然后通過化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳分子分解為O2和CO，再將O2變成液氧推進(jìn)劑，以及宇航員呼吸使用的氧氣。而一氧化碳和其他廢氣一起排放回火星大氣層，逐步改造火星大氣。
NASA火星科學(xué)家下一階段目標(biāo)：需要將升級版MOXIE的制氧量擴(kuò)大200倍，才能夠首批火星宇航員使用。目前MOXIE僅有家用汽車電瓶大小（23.9 x 23.9 x 30.9厘米），升級版MOXIE大小相當(dāng)于毅力號火星車本身，但這對未來載人登陸火星來說，這是完全可以接受、也是至關(guān)重要的任務(wù)載荷。一旦MOXIE成功演示，就意味著人類在火星探測上取得突破性進(jìn)展，載人登火、定期往返、甚至移民火星真的不再是夢。
