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日本繞開火星登陸探測火衛一有何挑戰﹖
2020無疑是個火星年﹐阿聯酋﹑中國和美國先後發射探測任務。日本劍走偏鋒﹐宣佈將在2024年挑戰火星的兩顆衛星﹐並登陸火衛一(Phobos)後採樣返回。與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)合作該項任務﹑負責漫遊車結構和移動系統開發這一重任的德國航天中心(DLR)近日披露﹐工程師們已經開發出了漫遊車的初版模型﹐正在不來梅進行初始的登陸試驗。
火星的兩顆衛星﹐火衛一在內側﹐體積較大﹐約27公里X22公里X18公里；火衛二在外側﹐平均半徑為6.2公里。這兩個太陽系中的「小不點」有何探測價值﹖德國航天中心表示﹐它們的起源是個科學難題。兩顆衛星可能是被火星捕獲的小行星﹐也可能是由一個較大天體與火星相撞形成的。火星﹑火衛一﹑火衛二系統的形成機制將幫助我們深入瞭解太陽系中的行星起源。
作為日本火星探測任務MMX的一部分﹐火星車計劃於2024年發射成空﹐2025年進入火星軌道。火星車的著陸時間則安排在2026年底或2027年初﹐落地後﹐它將花費約100天詳細分析火衛一的表面特性。
火衛一上的引力只有地球上的千分之二﹐25公斤重的漫遊車在約40至100米高度處以自由落體的方式著陸。德國航天中心的工程師表示﹐一個特別的挑戰是﹐自由落體的漫遊車可能以任何方向落地﹐其落地的確切位置也充滿了偶然性﹐可能會撞到岩石。此外﹐火衛一上的極端溫差也是個挑戰。火衛一一日繞火星三圈﹐每次晝夜循環﹐它的表面溫度都會從零上50攝氏度降至零下150攝氏度。而探測器的內部必須保持相對恆定的溫度以確保科學測量的質量。
日本曾是繼蘇聯和美國之後﹐地球上第三個向紅色星球發起衝擊的國家。1998年﹐日本發射「希望號」(Nozomi)火星軌道器﹐計劃長期調查火星高層大氣及其與太陽風的相互作用﹐跟蹤逃逸氣體。但因發射不久後發生故障﹐「希望號」最後沒有足夠燃料進入目標軌道。1999年﹐「希望號」與火星擦肩而過。2003年﹐日本正式放棄修復「希望號」。
這五年間﹐不斷嘗試調整﹑希望繼而失望的過程無疑令人心累。今年2月﹐日本繞開了火星「本星」﹐宣佈將探測它的兩顆衛星Phobos和Deimos。如果成功﹐日本將成為這條賽道上的破紀錄者。要知道﹐早在1988年﹐蘇聯就曾連續發射兩個火衛一軌道探測器﹐均以失聯告終。2011年﹐俄羅斯再次嘗試挑戰火衛一﹐變軌失敗﹐賠上了與之捆綁發射的中國第一個火星探測器「螢火一號」。
日本這次提出採樣返回計劃﹐受到了「隼鳥2號」(Hayabusa2)成功的鼓舞。該探測器曾在2019年2月成功登陸距離地球約3.4億公里的小行星「龍宮」﹐採集表面樣本並發現了水合礦物質。同年4月﹐「隼鳥2號」向「龍宮」發射了一枚金屬彈﹐將地下物質撞擊出來。隨後﹐它再次登陸小行星並採集到地下樣本。這些樣本預計在今年12月返回地球。
值得一提的是﹐日本火衛探測計劃的合作陣容與「隼鳥2號」相同﹐德國航天中心﹑法國空間研究中心(CNES)﹑美國國家航空航天局(NASA)都參與其中。
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