新型火星轨道飞行器将成为超级嗅探器

艺术家对欧空局/美国国家航空航天局ExoMars示踪气体轨道飞行器的印象。轨道飞行器将搭载一架欧洲进入、下降和着陆演示飞行器。

美国和欧洲首次联合火星任务现在有了工具包计划。

ExoMars痕量气体轨道飞行器计划于2016年发射，它将使用一套专门适合这项任务的仪器研究火星大气的化学成分。这些仪器的测量灵敏度预计是以前火星轨道飞行器的1000倍。

欧洲航天局科学家David Southwood说：“为了探索火星，我们想在地球上调动所有的人才。”

周二，欧空局和美国国家航空航天局宣布了轨道飞行器工具的选择。这些工具将包括：

两个电子仪器可以探测到非常低浓度的分子，并绘制出它们在行星表面的位置图。

一种红外灵敏辐射计，它将连续测量大气中的灰尘、水和化学物质，作为光谱数据的基础。

一台相机将同时提供5.3英里（8.5公里）空间块的4色图像，另一台相机则将提供整个空间块的广角图像，覆盖不同波长的光，以支持其他仪器。

ExoMars航天器以圆形路径绕火星飞行，当其望远镜拾取通过轨道日出和日落到达火星的光线时，它将记录太阳的光谱。根据大气中气体的成分，阳光会以不同的方式穿过它。

美国国家航空航天局喷气推进实验室的研究人员杰弗里·图恩说：“如果你能快速获取光谱，你就可以在太阳升起时和落下时测量到行星70个测量值以上的许多不同高度的气体丰度。”

对温室气体，特别是甲烷的研究遵循了一个普遍的探索，即确定地球作为过去或现在生物的潜在栖息地的地位。

欧空局科学和机器人探测主管Southwood说：“我们在2003年用火星快车首次嗅到了这种气体；美国国家航空航天局已经明确证实了这一点。”“绘制甲烷地图可以让我们进一步研究最重要的问题：火星是一颗有生命的行星吗？如果不是，它将来会不会变成中等规模的行星？”

加州理工学院研究员保罗·温伯格说，甲烷在生物和地质过程中都会释放。弄清火星甲烷的来源将有助于科学家更好地了解火星的历史。

Theorbiter的主光谱仪MATMOS（火星大气示踪分子掩星光谱仪的缩写）将足够灵敏，可以探测到低至万亿分之一的气体浓度，因此，如果只有少量甲烷分子隐藏在大气中一万亿分子的其他气体中，该仪器将能够嗅出它们。

同样在加州理工学院的美国国家航空航天局喷气推进实验室研究员Mark Allen说：“我们的计算表明，在三头奶牛的腹部发现的微生物群落会产生大量甲烷，在火星大气中，MATMOS可以观察到这些甲烷。”

MATMOS团队的首席研究员温伯格说，其他被靶向“含碳、含硫和含氮分子，以及二氧化硫和硫化氢”的物质也同样是“活跃地质和生物活动的诊断”。

华盛顿特区美国国家航空航天局科学任务局副局长EdWeiler说：“到目前为止，美国国家航空和航天局和欧空局独立地取得了惊人的发现。通过合作，我们将减少重复工作，扩大我们的能力，并看到前所未有的成果。”

除了微量气体轨道飞行器外，2016年的任务还将包括发送飞行器进行地面观测和实验。

2018年，一对漫游者，一个欧洲人和一个美国人，将用钻头和一个将样本带回地球的捕获装置，在火星表面进行另一次探测。