【天文科學】「好奇號」在火星上探測到和夏威夷相似的土

■ 美國國家航空暨太空總署(以下簡稱NASA)派出「好奇號」漫遊車(Curiosity rover)在紅色星球上採集土壤標本,經過篩選掃瞄之後發現土質和夏威夷島上相似。

火星科學實驗室的首席研究員表示,「好奇號」最厲害的地方是會吃土。

編譯│張孝耘

「好奇號」上的化學及礦物分析儀(Chemistry and Mineralogy instrument,以下簡稱CheMin)會抖掉土壤樣本中的顆粒,然後利用X射線加以檢驗,以期找出火星近世地質歷史的線索。

正如早先科學家們的推測,大部分樣本的成分很像夏威夷島上經過風化的玄武質熔岩。其中有些似乎是被星球大風暴從遠端吹來的沙塵,也有附近區域顆粒較大的粗沙。

這項耗資26億英鎊的計畫,把「好奇號」於八月六日送上了蓋爾撞擊坑(Gale Crater),並計畫從這個位於火星赤道上的巨大凹陷朝東方的葛列內格(Glenelg)前進。衛星影像顯示葛列內格匯集了三種地形,相當有趣。

目前「好奇號」已走了超過480公尺(1590英尺),不過「好奇號」小組決定讓它歇歇腳,在俗稱「石巢」 (Rocknest)的地方享用第一頓火星土大餐。

由於其樣本收集系統中可能有從地球帶來的殘留物,會影響到對紅色星球的化學檢驗,所以「好奇號」進行的第一次分析只是道「清腸開胃菜」。

但這姑且不提,「好奇號」仍完成了另一個第一次,也就是首次在外星球使用X光繞射技術(X-ray differaction)。

X光繞射是利用X射線聚焦光束打到樣本上後折射的情形,來分析樣本中原子的種類及其所可能包含的各種晶體結構。這是一項發展十分成熟的研究方法,但從未在地球以外的星體使用過。

首先要從土壤樣本中篩選出小於150微米的顆粒。

CheMin工作時,首先會篩出土中小於150微米,即約兩根人類頭髮般粗細的顆粒,然後一邊搖動樣本,一邊將X光打上去。研究人員觀察射線傳送的情形後表示,目前取得的樣本中含有「大量」的長石(feldspar)、橄欖石(olivine)和輝石( pyroxene)等礦物。

CheMin計畫的協作研究員大衛‧畢許(David Bish)說:「到目前為止,『好奇號』分析的物質記錄了環境從濕轉乾的變化,和我們對蓋爾撞擊坑沉積物的分析一致。」

自登陸以來,「好奇號」也充分發揮了化學及攝像儀(Chemistry and Camera,簡稱ChemCam )和α粒子X射線光譜儀 (Alpha Particle X-Ray Spectrometer,簡稱 APXS) 的功能,檢驗了一些大型的岩石,包括在十月份報導過的一塊成分從未在火星上見過的石頭。

畢許博士說:「那些古老的石頭,像是礫岩(conglomerates),意味著曾有流動的水,而年代較輕的土壤中的礦物質則顯示了極少有和水產生交互作用的跡象。」

研究工作的下一步,是要將土送進火星樣本分析儀(Sample Analysis at Mars,以下簡稱Sam)中。Sam是火星科學實驗室的另一創舉,任務是尋找有機或含碳的分子,提供科學家得以一探紅色星球自遠古以來是否曾有生命跡象的線索。

好奇號漫遊車

(A) Curiosity will trundle around its landing site looking for interesting rock features to study. Its top speed is about 4cm/s

(B) This mission has 17 cameras. They will identify particular targets, and a laser will zap those rocks to probe their chemistry

(C) If the signal is significant, Curiosity will swing over instruments on its arm for close-up investigation. These include a microscope

(D) Samples drilled from rock, or scooped from the soil, can be delivered to two hi-tech analysis labs inside the rover body

(E) The results are sent to Earth through antennas on the rover deck. Return commands tell the rover where it should drive next

好奇號漫遊車(火星科學實驗室

長度:3公尺/10英尺

重量:900 公斤

寬度:2.8 公尺

高度(連桅桿):2.1 公尺

機械臂長:2.2 公尺

(A) 「好奇號」登陸後將四處搜尋特別的石頭加以分析研究,其極速是大約每秒四公分。

(B) 漫遊車上配備了十七個的相機,一經辨識到特殊的目標,就會打出雷射光,探測其化學成分。

(C) 如果得到重要的信號,「好奇號」會伸出機械臂上的儀器做近距離調查。臂上裝置的儀器包括一台顯微鏡。

(D) 從岩石內部鑽探出或從土中挖出的樣本,會被送進「好奇號」內部兩個高科技分析儀中。

(E) 機座上的天線會將分析結果傳回地球,並接收下一步的指令。

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責任編輯:Nita Hsu

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