原文作者：Alexandra Witze
科學(xué)家在毅力號首次采樣后發(fā)現(xiàn)，他們感興趣的巖石非常易碎，難以順利鉆取。目前毅力號正前往別處進(jìn)行第二次采樣。
8月6日，NASA的毅力號（Perseverance）火星車首次下鉆，但沒能將火星巖石裝入取樣管中。毅力號的鉆探點(diǎn)位于耶澤羅隕石坑（Jezero Crater），地質(zhì)學(xué)家對這塊區(qū)域很感興趣。但毅力號不打算原地再鉆一次，目前正前往另一塊更易取芯的區(qū)域，預(yù)計在下個月進(jìn)行第二次嘗試。
NASA對這次采樣失敗進(jìn)行了數(shù)天的評估，并于8月11日宣布了結(jié)果：原來毅力號把鉆取的巖芯壓成了粉末，這些碎片掉在了隕石坑的地上，沒能完整地滑進(jìn)取樣管中。
位于加州的NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）負(fù)責(zé)操縱毅力號火星車。JPL的采樣封裝首席工程師Louise Jandura在8月11日的匯報中寫道，“我們過了好幾分鐘才意識到這一現(xiàn)實(shí)。”
從這張毅力號火星車首個鉆孔（寬2.7厘米）的合成圖像來看，巖芯樣本很有可能被壓得粉碎了。來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
毅力號計劃成為首個從火星表面鉆取并采集整套巖芯樣本的探測器。這些樣本隨后會由其他探測器帶回地球，以供科學(xué)研究。亞利桑那州立大學(xué)的行星科學(xué)家、NASA采樣返回任務(wù)的首席科學(xué)家Meenakshi Wadhwa表示：“這次的失敗再次提醒我們，我們對火星的了解還很少。當(dāng)我們覺得十拿九穩(wěn)的時候，火星仍然能讓我們驚訝。”
毅力號的首次鉆取嘗試讓研究人員特別激動。他們將耶澤羅隕石坑底部的一個主要平坦區(qū)域選為鉆取點(diǎn)——毅力號自2月成功在該隕石坑著陸以來一直在探索這片區(qū)域。這些平坦巖石也被稱為“坑底斷裂粗糙區(qū)”（cratered floor fractured rough），前期勘探顯示，這些巖石可能曾是火山巖，甚至有可能形成于古代熔巖流。如果能將火星上的火山巖帶回地球，地質(zhì)學(xué)家就能對其巖層進(jìn)行精確定年，進(jìn)而恢復(fù)出一大段火星地質(zhì)歷史。
盡管初始圖像顯示毅力號成功鉆進(jìn)了7厘米深，并取到了一小筒完整巖芯，但NASA隨后發(fā)現(xiàn)，自動封裝并放入火星車腹部的樣品管中竟是空空如也。
這塊巖芯比工程師預(yù)計的更易碎，本次任務(wù)的項(xiàng)目主管Jennifer Trosper說。很硬的巖層之下可能藏著松散的成分，也有可能是該巖石內(nèi)部的大型孔洞導(dǎo)致了巖石塌陷。“沒有明顯跡象顯示巖石在鉆取時會破裂或被壓碎?！彼f。
以退為進(jìn)
毅力號放棄了在坑底斷裂粗糙區(qū)再次嘗試，而是前往一處名為南塞伊塔（South Séítah）的區(qū)域，那里可能有一些層狀沉積巖，這些巖石更像毅力號升空前在鉆取測試中使用的地球巖石。“我們決定后退一步，穩(wěn)妥行事。”Trosper說。毅力號將在9月初前往南塞伊塔進(jìn)行二次采樣，屆時工程師會暫時關(guān)閉自動鉆取系統(tǒng)，在封裝和儲存采樣管前先檢查一下是否已取到巖芯。
今年2月，毅力號在火星耶澤羅隕石坑的奧克塔維亞·巴特勒著陸點(diǎn)（Octavia E. Butler Landing Site）成功著陸。但它在工程師稱為“坑底斷裂粗糙區(qū)”（CF-Fr）的平坦巖石上的首次采樣未獲成功。接下來，毅力號將在名為“塞伊塔”（Séítah）的沙地再次嘗試，然后掉轉(zhuǎn)方向（沿著圖中的黃色虛線）前往耶澤羅的古三角洲（圖中的三叉口）。來源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
毅力號在8月6日封裝的空管中裝有火星空氣——火星空氣也是毅力號計劃采集的樣本，但沒打算這么早采集?，F(xiàn)在，毅力號上攜帶的43根采樣管還剩42根。它的最終目標(biāo)是從耶澤羅隕石坑的不同位置采集約35管的火星巖石和土壤，這些樣本最早將在2031年返回地球。
為應(yīng)對火星上遇到的各種情況，工程師用地球上的不同巖石對毅力號的鉆取系統(tǒng)進(jìn)行了上百次測試。但坑底斷裂粗糙區(qū)的地質(zhì)情況顯然超綱了。
毅力號不是第一個在火星巖石和土壤上栽跟斗的探測器。NASA的洞察號（Insight）探測器有一個名為“鼴鼠”的探針，為了鉆入火星土壤5米深處探測火星熱流，該探針嘗試了近兩年的時間。由于探頭與土壤間的摩擦力不夠，探頭無法鉆入土壤，團(tuán)隊(duì)在今年1月宣告放棄。NASA的好奇號（Curiosity）火星車自2012年以來一直在蓋爾隕石坑（Gale Crater）開展探測活動，這輛火星車偶爾也會在鉆探時意外將巖石弄碎。
好奇號和毅力號有很多相似之處——實(shí)際上毅力號建造時就使用了許多好奇號剩下的硬件，但它們在火星表面的鉆取方式有很大差別。好奇號會有意將巖石磨成粉，再將粉末放入探測器上搭載的科研分析儀器；而毅力號的設(shè)計是將完整的巖芯滑入采樣管。因此，碎巖對好奇號是好事，對毅力號則相反。
“我們會有辦法的”
等到在南塞伊塔完成第二次采樣后，毅力號將原路返回，再次穿過坑底斷裂粗糙區(qū)。到那時，如果團(tuán)隊(duì)工程師能找到一處巖石結(jié)構(gòu)看起來更緊密、更有把握的鉆探點(diǎn)，毅力號可能會再嘗試一次取樣。“我們的工作就是處理這些突發(fā)情況，”Trosper說，“雖然有些失望，但我相信我們會有辦法的?！?/span>
之后，毅力號會先在一個沙丘區(qū)進(jìn)行環(huán)繞探測，再駛向其最終目的地：耶澤羅隕石坑的古河流三角洲，那里可能蘊(yùn)藏著火星生命的證據(jù)。
原文以Why NASA’s Mars rover failed to collect its first rock core標(biāo)題發(fā)表在2021年8月12日的《自然》的新聞版塊上
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doi: 10.1038/d41586-021-02208-z
