好奇号Pro：Mars 2020将会去哪里？

作者：haibaraemily、JustinBl

计划于2020年发射的NASA新一代火星车Mars 2020可以称之为好奇号的高配版。这款好奇号Pro虽然外形看着和好奇号差不多，实际却已经把各种仪器设备都升级了一遍。

好奇号vs Mars 2020。素材来源：NASA

还将携带一个小型无人机，用于为火星车侦查地形和规划路线。

无人机概念图。来源：NASA[1]

更重要的一点是，Mars 2020还着眼于将来。它计划展开一场超时空接力赛：采集火星岩石和土壤样品，存储起来，以待将来（不知道什么时候的）火星探测器将它们取回并送回地球。也就是说，Mars2020关系到未来十多年的火星探测。

Mars2020采样返回的超时空接力，(2)(3)(4)任务可以一次完成，也可以分期完成，丰俭由人。汉化自：Nature News [2]

说了半天，这么牛逼的火星车到底要着陆在哪里？！这么重要的事NASA当然也觉得很难抉择啦…

24亿美元的挖掘机要送去哪里挖矿？估计搁谁都有选择综合征…

 百里挑一的“风水宝地”

从2013年开始，科学家们就绞尽脑汁为Mars 2020火星车着陆点物色了100多个候选着陆点。

最开始提出的所有候选着陆点。来源：Science Definition report (Mustard et al, 2013) [3]

然而，对目前的人类而言，火星着陆依然是一件非常困难和危险的事。在哆啦A梦的任意门更高超的着陆技术实现之前，我们还无法想去哪里去哪里。

通常来说，科学家们目前更倾向于选择纬度较低（南北纬30度以内），地势较低（可以有更久的大气缓冲时间），地形平坦的区域。

粗筛一轮之后，只剩下了33个。

符合初筛条件的候选着陆点。来源：NASA Mars 2020第一次研讨会[4]

在基本满足工程需要的前提下，科学家们开始继续评估每个点的科学意义。Mars 2020延续了好奇号的使命，终极目标是寻找火星上的水和生命痕迹。2015年的第二次研讨会之后，一点一点艰难地筛到了8个[5]。

第二次研讨会之后的8个候选着陆点位置。来源：[5]

到2017年第三次研讨会之后只剩下了3个[6]。

第三次研讨会之后的3个候选着陆点位置。来源：[6]

这三个候选点是：

有过火山活动的Northeast Syrtis Major；

有着古老的湖泊三角洲的Jezero撞击坑；

以及勇气号火星车曾经战斗过的地方，Gusev撞击坑。

最后一公里总是最困难的，选地方也是一样。

火星车只有一辆，地方只能去一个，

但到了最后阶段，每个候选点都有着自己独特而难以割舍的优势，

每个被剔出的候选点，背后也都有着无尽的叹息和遗憾。

然而决定还是不得不做的。2018年的第四次研讨会之后，NASA于11月20日公布了这个百里挑一的“风水宝地”——Jezero撞击坑[7]。

MRO HiRISE影像下的Jezero撞击坑。来源：NASA / JPL / UA / Seán Doran[8]

 Jezero撞击坑在哪里？

Jezero撞击坑以波黑的一个小镇名字命名，位于北半球赤道一带(18.85°N 77.52°E)，也在火星从北半球崎岖高地向南半球平坦低地的交界上。

Jezero撞击坑位于红框区域中。（左）海盗 号全球拼接影像；（右）MOLA地形（越蓝越低，越红越高）。来源：Viking/MOLA，制图：haibaraemily

Jezero撞击坑位于直径约1500公里的伊西底斯盆地的西北边缘，2003年，欧空局火星快车号任务携带的着陆器小猎犬2号着陆失败，埋骨于此。而与Jezero撞击坑毗邻的尼利槽沟和大色提斯也都是Mars 2020热门备选着陆区域。

（左）海盗 号影像，来源：Viking，制图：haibaraemily（右）MOLA地形。来源：Mars2020第三次研讨会Tim Goudge报告[9]

除了Jezero 撞击坑和Northeast Syrtis，科学家们还在选址的最后阶段提出过一个位于两者之间的折衷位置Midway，让火星车从Midway慢慢前往Jezero撞击坑。不过这个点最终没有被选中。

该区域的MRO CTX拼接影像，原始分辨率5米/像素。来源：CTX[10]，制图：haibaraemily

 Jezero撞击坑里有什么？

Jezero撞击坑直径约49公里，形成于火星的诺亚纪（约41-37亿年前），内有明显的三角洲和流水侵蚀痕迹，很可能是一个古老开放式湖泊干涸后的遗迹。在火星液态水充盈的年代，这里的湖水可能至少有250米深[8]。

Jezero 撞击坑全景。来源：CTX HRSC，颜色是假彩色。制图：JustinBl。

流水切割此处的基底形成了河道。两条河流流入Jezero撞击坑中，又从另一条河道流出。河谷入口处形成的三角洲保留至今，而Mars 2020就打算降落在这片三角洲附近。

Jezero 撞击坑中的河流侵蚀作用遗迹，CTX HRSC HiRISE图像合成。汉化自：Mars2020第三次研讨会Tim Goudge报告[9]

流水也在这里搬运和形成了橄榄石、碳酸盐、粘土等丰富的堆积物。火星表面氧化和高辐射的环境会破坏可能存在过的生物痕迹，但这些三角洲中快速掩埋的堆积物却很有利于生命标记物的保存。

Jezero撞击坑三角洲一带丰富的堆积物：绿色是粘土、黄色是橄榄石和碳酸盐。MRO CTX影像和CRISM光谱图像的叠加图。NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University[7]

然而，我们如今看到的Jezero撞击坑却不仅仅是流水干涸后的样子。几亿年后，西方纪（约37-30亿年前）的火山活动也波及到了这里。事实上，Jezero撞击坑底部大部分区域都被火山熔岩所覆盖，坑内发现的高钙辉石和低钙辉石矿物很可能也是火山活动的产物。

Jezero撞击坑一带的地质单元图，灰色 区域全部都是火山熔岩。汉化自：Mars2020第三次研讨会Tim Goudge报告[9]

再然后，流水退去、火山平息，Jezero撞击坑一带慢慢变得干燥荒芜。随着火星变得“死寂”，风掌管了几乎一切。Jezero撞击坑底部和火星其他很多撞击坑一样，留下了很多可能至今还在活跃的风成沙丘。

Jezero撞击坑底部的沙波纹 。MRO HiRISE影像，原始分辨率25厘米/像素。NASA Photojournal PIA19303

 超时空接力赛的序幕

可能的生命的痕迹、流水地貌、三角洲堆积物、火山熔岩…带着这些探寻目标，Mars 2020火星车计划于2020年7月发射，并于2021年2月到达火星。

Mars 2020火星车目前的2条规划路线。来源：Mars2020第四次研讨会Jezero撞击坑最终评估报告[11]

一场接下来将持续十多年的火星探测超时空接力赛，正式拉开了序幕。

目前所有进入火星大气层的着陆器和火星车着陆点。数据来源：MOLA，制图：haibaraemily

 参考资料

[1] https://www.nasa.gov/press-release/mars-helicopter-to-fly-on-nasa-s-next-red-planet-rover-mission

[2] NASA plans Mars sample-return rover

https://www.nature.com/news/nasa-plans-mars-sample-return-rover-1.15207

[3] https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/MEP/Mars_2020_SDT_Report_Final.pdf

[4] Mars2020第一次研讨会

https://marsnext.jpl.nasa.gov/workshops/index.cfm

[5] 2015年8个候选点

https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/timeline/prelaunch/landing-site-selection/eight-potential-sites/

[6] 2017年3个候选点

https://mars.nasa.gov/mars2020/mission/timeline/prelaunch/landing-site-selection/

[7] NASA | NASA Announces Landing Site for Mars 2020 Rover

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-announces-landing-site-for-mars-2020-rover

[8] The Planetary Society | We're going to Jezero!

http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2018/jezero-landing-site-mars-2020-rover.html

[9] Tim Goudge报告

https://marsnext.jpl.nasa.gov/workshops/wkshp_2017_02.cfm

[10] Mars2020 Landing Site Working Group 2.0

http://murray-lab.caltech.edu/Mars2020/

[11] Mars2020第四次研讨会Jezero撞击坑最终评估报告

https://marsnext.jpl.nasa.gov/workshops/wkshp_2018_10.cfm