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٢٣‏/١٢‏/٢٠٢٢

一项新的研究发现，古代火星的大气层中可能根本就没有氧气

一项新的研究发现，古代火星的大气层中可能毕竟没有氧气--但是不要绝望，仍然可能有生物在这个星球的表面爬行。 2016年，当美国宇航局的好奇号探测器在火星岩石中发现氧化锰时，许多行星科学家欢欣鼓舞，认为这种矿物的存在是过去该星球大气中氧气浓度的一个重要提示。火星上过去存在生命的几率也突然显得更高，因为氧气是地球上生命的关键促成因素之一。然而，一项基于实验室实验的新研究现在得出结论，不仅高浓度的氧气对于矿物的形成是不必要的，而且古代火星大气的预期组成首先会阻止依赖氧气的反应。科学家们说，相反，大量的氧化锰可能已经在火星上形成，仅仅是在卤素元素的存在下，如氯和溴，这些元素在红色星球上的数量比地球上的多。现在纽约石溪大学的行星地球化学家Kaushik Mitra在一份声明中说："根据定义，氧化不一定需要氧气的参与，他在圣路易斯华盛顿大学的研究生研究工作中领导了这项研究。" 氧化是一种化学反应，其中分子或原子失去电子。该反应不一定涉及氧气，但在许多情况下会导致氧化物的形成，例如在火星上发现的氧化锰。他说："早些时候，我们提出了火星上可行的氧化剂，除了氧气或通过UV[紫外线]光氧化，这有助于解释为什么红色星球是红色的。在锰的情况下，我们只是没有一个可行的氧气替代品，可以解释锰的氧化物，直到现在。" 考希克和他的合作者从对饮用水加氯过程中发生的反应的观察中得到启发，这涉及到将含有氯的分子添加到水中，通过氧化杀死微生物。研究人员决定测试在火星上富含卤素的环境中是否会发生氧化作用。在一个实验室里，他们创造了与古代火星上可能发现的成分类似的水样。研究人员在声明中说，当他们将锰矿物的碎片浸入水中时，科学家们发现锰迅速溶解，形成氧化锰的速度比有氧气存在时快数千至数百万倍。科学家们确定，这种惊人的氧化速度的关键是，水中含有氯酸盐和溴酸盐，这是火星上常见的氯和溴的卤素形式。溴酸盐在将锰转化为锰的氧化物方面特别有效，使反应能够以快速的速度进行。即使水样中有高浓度的二氧化碳也是如此，因为二氧化碳禁止在只有氧气的情况下形成锰的氧化物。这一发现是反驳好奇号发现后出现的关于火星大气中过去氧气丰富的理论的关键。科学家们还认为，古代火星的大气富含二氧化碳，因此，由于二氧化碳阻止了与氧气的反应，锰氧化物的形成需要高浓度的大气氧气的观点似乎不再成立。华盛顿大学圣路易斯分校的地球化学家、该研究的通讯作者Jeffrey Catalano在声明中说："锰氧化物和氧气之间的联系受到一系列基本地球化学问题的影响。卤素在火星上以不同于地球上的形式出现，而且数量大得多，我们猜测它们对锰的命运很重要。" 然而，科学家们强调，尽管氧气可能毕竟不存在于火星的古代大气中，但这个星球在过去仍然可能充斥着微小的生命形式。米特拉说："即使在地球上，也有一些生命形式不需要氧气来生存。我不认为这是对可居住性的'挫折'--只是可能没有基于氧气的生命体。"

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٢٣‏/١٢‏/٢٠٢٢

泄漏的俄罗斯联盟号宇宙飞船的洞不是由双子座流星造成的

目前仍不清楚为什么国际空间站（ISS）的一艘俄罗斯联盟号飞船上周发生了泄漏，但已经排除了一个嫌疑：双子座流星的撞击。被称为MS-22的联盟号飞行器在12月14日将其冷却剂喷入太空，同一天，一年一度的双子座流星雨达到高峰。但是没有因果关系，美国宇航局和俄罗斯航天官员说。 "我们确实看了正在发生的流星雨。"美国宇航局国际空间站项目经理Joel Montalbano在周四（12月22日）的新闻发布会上说，"休斯顿的轨迹小组和莫斯科的轨迹小组都确认这不是来自流星雨；它的方向是错误的。" NASA一直在帮助俄罗斯联邦航天局Roscosmos进行泄漏调查，而不仅仅是因为这两个机构都是国际空间站的主要合作伙伴。这架联盟号在9月将美国宇航局宇航员弗兰克-鲁比奥和两名俄罗斯宇航员带到轨道实验室，并计划在3月将三人送回地球。周日（12月18日），美国宇航局使用空间站Canadarm2机械臂上的相机检查了疑似泄漏区域。调查显示，MS-22上有一个小洞，这显然是泄漏的来源。但官员们说，它的来源仍然是个谜。 "Montalbano说："我们在图像方面有一些工作要做，以更好地了解它是一个流星体撞击还是有一个硬件问题，而这些工作就在我们面前。现在被排除在外的双子星只是一类潜在的撞击者。例如，有可能是一块太空垃圾打穿了MS-22的船体。蒙塔尔巴诺和参加周四电话会议的俄罗斯航天局载人航天项目执行主任谢尔盖-克里卡列夫说，任何能够打出这样一个小洞的物体--它大约有0.8毫米宽--都太小了，无法从地面追踪到。正在进行的调查的一部分是对MS-22的适航性进行评估。俄罗斯航天局仍然需要完成热分析，以确定联盟号在返回地球时内部会有多热，以确定它是否能够安全地携带三名太空飞行者回家。目前还不清楚这些工作将在何时完成，尽管俄罗斯航天官员以前曾表示，本月底可能会有一个决定。如果俄罗斯航天局得出结论，让宇航员乘坐MS-22的风险太大，该机构将致力于快速跟踪下一个联盟号的发射。该飞行器原定于3月中旬从俄罗斯管理的哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场升空，上面有三个人。蒙塔尔巴诺说，快速跟踪将涉及提前几周，也许是在2月下旬，在不配备人员的情况下发射。在这种情况下，MS-22仍将返回地球，但没有乘客。

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٢٣‏/١٢‏/٢٠٢٢

火星上的风电场可以为未来的宇航员基地提供动力

一项新的研究发现，尽管火星上的空气很稀薄，但那里的风足以产生能够支持红色星球任务的动力。与地球相比，火星上的大气层非常稀薄，只拥有大约1%的密度，因此那里的风只携带我们星球的1%的力量。因此，研究人员长期以来一直忽视了那里的风能作为任务的一个可行的能源来源。加州山景城美国宇航局艾姆斯研究中心的研究科学家Victoria Hartwick说："火星上风能的最大挑战是，即使是快速的风也不会携带太多的力量。" 然而，最近科学家们专注于创造能够在极端地点运行的风轮机，甚至从慢风中提取能量。哈特威克和她的同事在一项新的研究中指出，这两个因素都可能被证明对建造在火星上有用的风力涡轮机很有用。如果风力发电可以证明在红色星球上是有用的，它可能会发挥其他形式的电力所没有的重要作用。例如，来自太阳能的能量在一天中和四季中以及在不同的纬度上是不同的，而且沙尘暴会阻止它的工作。虽然核电可以提供持续的能源，但它也有风险，如将放射性物质放在人类居住地附近和长期的废物处理。在风力资源分析师克拉拉-圣马丁描述了用于发现地球上风力涡轮机的主要区域的最先进的建模技术之后，哈特威克和她的同事们想看看如果他们将类似的方法应用于火星气候的全球模型会发生什么。研究人员发现他们 "可以全面评估整个表面和整个火星年度的风力发电潜力"，哈特威克说。哈特威克及其同事计算了四种不同的风力涡轮机在火星上可能产生的电量。其中包括商业规模的机器，如300千瓦的Enercon E3，它拥有一个100英尺直径（33米）的转子，以及5千瓦的Aeolos V，它拥有一个15英尺直径（4.5米）的转子。研究人员发现，火星风力在夜间达到最大，显示出它可以帮助补偿太阳能。在全球沙尘暴期间，以及在极地和中纬度地区的冬季，即太阳能最弱的时期，风力也很强。"哈特威克说："我们能够确定13个具有稳定风力资源的广泛区域。科学家们发现，在50个拟议的火星登陆地点中，40个地点的风速至少可以提供一些有用的电力。在三个地点，风速可以产生24千瓦--足以支持一个六人小组--一年中超过35%的时间。在其他七个地点，风能可以在冬季或尘土飞扬的时候提供所需总功率的50%以上。如果风力发电只需要用于科学仪器，它可以证明对另外30个站点有用。总而言之，当与太阳能电池阵列相结合时，火星上的风力涡轮机可以增加电力超过估计任务要求的时间，从单独的太阳能电池阵列的大约40%增加到超过60-90%，当在火星表面的广泛部分使用风能时。哈特威克说："这意味着，如果可以利用风力涡轮机，一些以前可能由于能源限制而被忽视的真正具有科学意义的区域可能会被人类任务所利用。" 科学家们鼓励未来的研究，以调查可能在火星条件下有效运行的风力涡轮机，并从火星风中提取更多的能量。哈特威克说："我们真的希望许多团体能把这项研究作为他们自己工作的一个起点。"

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٢٣‏/١٢‏/٢٠٢٢

NASA 的 Artemis 1 猎户座太空舱开始返回佛罗里达州的越野之旅

在飞往月球和返回之后，美国国家航空航天局的一艘航天器应该最终在2022年底前完成其漫长的旅程。美国宇航局官员在周四（12月21日）晚些时候的更新中说，猎户座航天器在12月11日溅落在太平洋上，结束了阿尔忒弥斯1号的飞行后，正在驶向美国宇航局佛罗里达州沿海的肯尼迪航天中心的卡车上。航天器在溅落前绕月球运行，自12月13日抵达圣地亚哥港以来，一直在准备前往佛罗里达的跨国旅程。美国宇航局官员写道："一旦到了肯尼迪，技术人员将打开舱门，卸下几个有效载荷......作为去维护操作的一部分。除了移除有效载荷外，猎户座的隔热罩和其他元素将被移除进行分析，剩余的危险将被卸载。" 在上卡车之前，工程师们对猎户座的窗户做了检查，并戴上了硬套，以保护玻璃免受漫长的陆路旅程的影响。团队成员还放掉了猎户座顶部的五个气囊，以备航天器在太平洋上颠覆时使用。除了在猎户座抵达港口后不久从其上移走的一个生物实验外，许多有效载荷仍在航天器上。这些奇怪的东西包括三个人体模型，一个史努比毛绒娃娃，小羊肖恩，乐高小雕像和一个太空版的亚马逊Alexa，以及其他东西。美国宇航局预计将在2023年初公布阿尔忒弥斯2号的机组人员，加拿大航天局将同时宣布自己的宇航员参加任务。阿尔忒弥斯2号将不早于2024年环绕月球，以测试猎户座的生命支持系统。第一次登陆任务，即阿尔忒弥斯 3，预计将在2025年左右将宇航员送回月球。

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٢٣‏/١٢‏/٢٠٢٢

美国宇航局宇航员在空间站外的太空行走中展开第四个太阳能电池阵列

国际空间站（ISS）有了第四个新的太阳能电池阵列，这要归功于美国宇航局两名宇航员在七小时的太空行走中的工作。弗兰克-鲁比奥和乔希-卡萨达都是空间站远征68号机组的飞行工程师，周四（12月22日）再次冒险到轨道建筑群外，安装一个新的国际空间站滚装太阳能电池阵列（iROSA），以增加空间站的电力供应。这次太空行走几乎是卢比奥和卡萨达在三周前进行的舱外活动（EVA）的重复，但这次只关注位于空间站左舷桁架上的一个电源通道。两名宇航员还互换了角色，鲁比奥在周四的活动中担任首席太空行走者（EV-1）。卢比奥和卡萨达在美国东部时间上午8点19分开始太空行走，离开美国探索号气闸，迅速开始执行他们的第一个指定任务。当卡萨达在空间站的Canadarm2机械臂末端设置一个脚部约束装置时，鲁比奥配置了电缆，他们随后将把新阵列连接到空间站的4A电源通道。两名宇航员随后一起工作，将iROSA从发射平台上解救出来，并暂时存放在空间站上。与12月3日安装的阵列一样，4A iROSA由11月27日抵达国际空间站的SpaceX CRS-26龙型货运飞船送入轨道。在鲁比奥释放了固定阵列的最后一个螺栓后，位于机械臂末端的卡萨达握住了该组件，将其带到了安装地点。控制Canadarm2的是NASA宇航员Nicole Mann，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的Koichi Wakata在外面协调她和卡萨达的行动。鲁比奥沿着桁架过渡到P4站点与卡萨达会面。两名太空行走者随后将iROSA从其发射配置中展开，然后将阵列固定在先前EVA中安装的一个安装支架上。鲁比奥使用专门为宇航员在太空行走中使用的电动工具，拧紧了iROSA左右两边的四个螺栓，以保持组件的开放。在等待空间站处于 "日食 "状态，或处于地球阴影下，从而使现有的太阳能电池阵翼不产生电力之后，鲁比奥和卡萨达通过连接新电池阵与空间站的电缆，将iROSA整合到4A电源通道。在这一点上，所要做的就是让iROSA展开。随着两个螺栓的释放，卷起的碳纤维复合吊杆所储存的势能使阵列自行展开，达到19米的全长，而不需要电机。 "我们终于可以运行我们一直想运行的微波炉了。"卡萨达对新阵列的额外功率开玩笑说。整个过程花了大约10分钟。卡萨达拧紧了两个螺栓以加强阵列的硬度，其安装完成。国际空间站推出的太阳能电池阵列被安装在略微退化的现有太阳能电池板翼的前面，并部分覆盖在上面。当串联使用时，并且一旦所有六个iROSA到位，升级后的电力系统将使空间站的电力供应增加20%至30%。卡萨达和鲁比奥在完成太空行走后，对他们的工具进行了清理和清点，然后于美国东部时间下午3点27分重新进入气闸，这是他们开始EVA后的7小时零8分钟。周四的出舱活动原定于周三进行，但由于空间站需要远离一块接近的俄罗斯火箭碎片而被推迟了一天。这是卢比奥和卡萨达的第三次太空行走。他们现在已经在太空的真空中工作了21小时24分钟。这次太空行走是今年的第12次，是第68号远征队的第四次，也是自1998年以来支持国际空间站组装和维护的第257次。

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٢٢‏/١٢‏/٢٠٢٢

Ingenuity 火星直升机在第 37 次红色星球飞行中测试新软件

美国宇航局的Ingenuity火星直升机在周六（12月17日）进行了第37次飞行，完成了部分旨在测试其新软件能力的跳跃。 Ingenuity在高空停留了55秒，在红色星球上飞行了203英尺（62米），这是它本月的第三次飞行。负责管理Ingenuity任务的美国宇航局南加州喷气推进实验室（JPL）的官员周一（12月19日）通过推特说，周六飞行的主要目标是让Ingenuity "重新定位并测试新的飞行软件能力"。任务小组成员说，上个月安装的这个新软件使Ingenuity在着陆时能够避免危险，并使用数字高程地图进行导航。 2021年2月，这架旋翼机与美国宇航局的毅力号探测器一起降落在红色星球的杰泽罗火山口的地面上，该探测器正在寻找过去火星生命的迹象，并收集样本以便将来返回地球。 Ingenuity的主要任务是展示在火星上进行空中探索是可能的，尽管火星的大气层很薄，其密度仅相当于地球海平面的1%。这架直升机在2021年春季的五次飞行中完成了这项任务，然后过渡到延长的任务，在这个任务中，它为毅力号 "担任侦察员。根据该任务的飞行日志，在其37次红色星球的飞行中，Ingenuity现在总共飞行了7479米，在空中停留了近62分钟。团队成员说，这些数字在一段时间内应该会继续增加，因为这架直升机仍然健康良好。 Ingenuity的成功正在为未来前往红色星球的旋翼机任务铺平道路。例如，JPL正在为更大、更雄心勃勃的火星直升机开发概念，以收集科学数据。美国宇航局计划在2020年代晚些时候向红色星球发射两架类似工程的飞船，以帮助将毅力号的样本带回地球。火星样本返回活动的基线计划要求 "毅力号 "将其样本运送到一个装有火箭的着陆器。火箭将把样本发射到火星轨道，在那里一个欧洲航天器将抓住它们并把它们拖到地球，也许最早在2033年。直升机将在着陆器上飞行作为备份。如果 "毅力 "号不能自己运送样品，直升机将从Jezero地面上的仓库将它们运送到着陆器上。

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٢٢‏/١٢‏/٢٠٢٢

詹姆斯·韦伯太空望远镜在故障后恢复科学运行

最新的、最强大的太空望远镜在一个故障阻断了数天的科学观测后恢复了工作。根据NASA的一份声明，詹姆斯-韦伯太空望远镜背后的任务人员花了大约两周时间与12月7日首次出现的一个故障作斗争。据美国宇航局官员称，该故障从未威胁到望远镜，并且在周二（12月20日）恢复了正常运行。美国宇航局官员写道："观测站和仪器都处于良好的健康状态，在韦伯的机载故障管理系统按预期工作以保持硬件安全时，没有任何危险。" 韦伯将于周日（12月25日）在太空中度过一整年。它于7月开始科学运作。今年之前，该天文台还面临着另外两个问题。5月，一个微流星体撞击造成的破坏比环境模型预测的可能要大一些，8月，天文台的中红外仪器（MIRI）在其四个观测模式中的一个出现了问题。然而，最近的问题似乎是第一次暂停了整个天文台的所有科学运作。据美国宇航局称，这个问题始于12月7日，当时韦伯的姿态控制系统--该系统使天文台免受太阳的影响并能到达地球--出现了一个软件故障。这个故障使望远镜进入了安全模式，在这种状态下，航天器关闭了非必要的系统，并在等待工程师调查问题时以稳定的配置蜷缩起来。美国宇航局的声明暗示，该天文台进入安全模式，并在随后的几天里多次从中恢复。 "这一事件导致了在那段时间内科学操作的几次暂停，共计数天。"官员们写道，"在那段时间里，科学工作照常进行。"(官员们指出，韦伯错过的观测将尽可能地重新安排）。根据该声明，在任务人员 "调整了指挥系统 "之后，这个问题现在得到了控制。周二（12月20日）恢复了正常运行，正好赶上望远镜在太空中的一周年。

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٢٢‏/١٢‏/٢٠٢٢

NASA 的火星毅力号探测器刚刚将其第一个样本投放到火星表面

今年，圣诞老人提前来到了火星。美国宇航局的毅力任务在火星的沙地上投放了第一批珍贵的岩石样本，留下了未来任务可能带回地球的材料记录。美国宇航局官员周三（12月21日）在一份声明中说，这是寻找火星生命的一个关键时刻。美国宇航局喷气推进部在一份更新中说，漫游车对在一个古老的河流三角洲寻找 "古代微生物生命 "的贡献，将包括沉积在这个地点的10个钛管，昵称为 "三叉"。在2030年代的某个时候，如果时间表保持不变，"毅力号 "或两架直升机（类似于目前正在飞行的 "勇气号 "火星直升机）将把杰泽罗火山口中这样的岩石管运送到等待的飞船上。然而，这个管子是一个备用的仓库；毅力号在每个地点收集双胞胎样本，它的任务要求它自己进行运送，使用漫游车内的一组藏匿点。但是，如果有必要，可以要求直升机去取留在火星表面的备份管子。无论这些管子如何被运送，一个航天器将把它们发射到太空，并把样品交给等待的轨道飞行器，把火星样品送回地球。除了一些从火星上刻下的陨石落在我们的星球上，这批历史性的货物将代表红色星球的岩石首次进入地球。生命的关键成分之一水在火星上似乎很丰富，或者至少在古代是这样。巨大的峡谷、巨大的冰山和潜在的水下水库表明火星在远古时期有丰富的水，尽管这个星球今天看起来已经干涸并充满灰尘。但是，是否有足够的水来支持生命，需要 "地面真相"，这就是 "毅力 "的作用。然而，一辆漫游车只能携带这么多的仪器；将样本送回地球将使整个实验室有机会审查火星的碎片以寻找古代生命的特征。第一批打入岩浆的样品大约有一块白垩的大小，于1月31日在一个名为 "南塞伊塔 "的地区从一块绰号为 "马来 "的火成岩中收集。南塞伊塔本身就很重要；科学家们在采集样本的几周前宣布，他们在同一地区发现了有机物，一种可能的生命成分。汽车大小的 "毅力号 "花了大约一个小时才从它的腹部吐出管子，那里有取样和藏匿系统。这根管子按计划落到了火星表面的一个平坦的地方，地球上的工程师们对该区域进行了成像，以确保在毅力号驶离时不会意外地把它推倒。回来的照片显示，管子很好地离开了，而且是平的，但是美国宇航局确实有一个应急计划，以防管子最终直立在沙地上。"任务已经为毅力号编写了一系列指令，用其机器人手臂末端的部分炮塔小心地将管子打翻。"机构官员写道。工程师们在 "火星院子 "内用一个类似毅力号的漫游车测试了管子压扁的程序，"火星院子 "是位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的一个改良沙箱，机器在类似于红色星球的条件下进行测试。在这些模拟中，直立的沉积物大约有5%的时间发生，这就是为什么任务有备份。这一里程碑式的下降发生在2023年1月6日毅力号主要任务结束前几周；该任务将于2月18日在火星表面停留两个地球年。根据其科学出版物和像这样对样本返回的贡献，该漫游车将通过任务延期继续漫游。毅力号在JPL的项目副经理Rick Welch在同一声明中说："这是一个很好的调整，就在我们开始我们的缓存时，我们也在结束这个任务的第一章。"

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