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毅力号的太空之旅对瓦大意味着什么?

Published on
2021年9月30日

在经历了近5亿公里的旅程后,美国国家航空航天局的“毅力”号火星探测器于2021年二月成功登陆火星。瓦大的两位科学家Wieger Wamelink博士和Lammert Kooistra博士的研究领域不仅涉及地球,还涉及外太空。对此,他们向Resource分享了毅力号的成功着陆对自己研究的意义。

太空农学家Wamelink博士正在瓦大Nergena楼的温室里进行试验,研究如何在月球和火星上种植蔬菜。我们通过带有火星标志的衬衫、杯子认出了他。Wamelink博士说,“我们正面临着未来粮食短缺这一巨大挑战,因此这项研究对于地球生命也大有助益。火星上的土壤与我们地球的沙漠土壤非常相似。我研究的内容之一就是如何在贫瘠的土壤和恶劣的条件下种植蔬菜。”

我们正研发一款类似毅力号的机器人

遥感专家Lammert Kooistra博士主要从事卫星和无人机影像的分析工作。他表示,太空研究所产生的技术为自己的研究领域带来了巨大前景。“举个例子,我们可以利用卫星对地球上诸如气候变化、生物多样性、植物健康等各个方面进行监测。因此,太空研究在发展这项技术方面发挥着重要作用。”

从探测器中获取知识

Kooistra博士认为,毅力号火星探测器对自己的研究意义重大。“在瓦大,我们正在研发一款与毅力号很相似的机器人。我们希望利用它分析地球上的植物,甚至可以前往人类难以到达的地方。这款机器人必须十分坚固,并能在某种程度上自主地工作。去往火星的太空之旅非常艰难,包括起飞时的强烈震动、极寒的环境,以及有害的辐射。结束太空旅行后,探测器必须独自在极度寒冷,且没有保护性大气层的火星上开展长时间的研究工作。在这方面,我们可以从火星探测器中学到很多东西。”

“此外,毅力号还配备有我们也希望拥有的创新型传感器。这种传感器就像光谱仪一样,研究人员可以用它来非常精确地测定火星土壤中的矿物成分。我们也可以用这种传感器来分析地球植物的健康状况,或进行类似的研究,”Kooistra博士补充说道。

有关火星研究的技术发展对Wamelink博士的研究也很重要。“每款探测器的测量技术都在不断改进。我所研究的人造土壤便是基于先前的火星探测器,如“毅力号”的前身“好奇号”在探测现场的分析数据制成的。得益于新技术,我的人造土壤越来越接近真实的火星土壤—或者更准确地说,更接近火星表土。在地球上,陆地土壤是由沙子、植物和土壤动物残留物构成的,而火星上的土壤却是矿物质。”

样本

毅力号不仅要在现场分析土壤的矿物成分,而且如果一切顺利的话,火星表土样本将首次被送达地球。“如果我能得到一份样本,我便可以展开研究,就可以得知我们是否真的能在火星土壤上种植植物了。一想到这些,我就已经迫不及待了!”Wamelink博士说。不过,研究人员必须有足够的耐心。因为样本预计需要十年的时间才能从火星送达地球。

“此外,这也是首次有飞行器环绕火星飞行,我希望这能使我们对火星的地质情况有更多的了解。和地球一样,火星上也遍布着不同的矿物成分。如果火星的某个地方存在黏性土壤就太好了,因为我们可以更容易地在黏土上种植作物。”

Wamelink博士说,“‘外星’研究所带来的意外收获在于,它迫使我们打破常规,而这正是我们急需的。人类没有正确的善待地球。我们正处于某种不良的农业体系中,土壤养分正在被消耗殆尽,干旱越来越严重。这个系统需要彻底变革。就太空农学家而言,我们需要从零开始,实现循环闭环。我们正与其他学科的研究人员一起,寻找创新性的方法,开发一套适用于火星的农业系统。我们由此获得的新知识,也将对研究地球农业的科学家们有所助益。如果你问我什么是好的科学,我的回答是,打破旧模式,并在不同学科之间建立联系。”

行星科学

Wamelink博士和Kooistra博士预见,瓦大的学生和研究人员也将更频繁地在外太空寻找解决方案。“在毅力号执行任务的过程中,我们处于未知的境地,这也让我们依赖于模型研究。在人类踏上火星之前,我们已成功地将火星探测器降落在了火星上,并设法让其在火星表面行驶。这表明我们已经十分善于模拟和了解不熟悉的环境。因此,我将这种研究视为一种探测新环境的实践,”Kooistra博士说。一千年后我们的气候会怎样,那时地球又会是什么样子?对此,Wamelink博士认为,开设行星科学课程或许是一个好主意。欧洲航天局正在寻找新的宇航员,我们也可以向他们咨询。“不过,我可不想去火星,被关在太空舱里六个月……我会觉得自己像是《老大哥》真人秀中的人物。”

Kooistra博士笑着说:“也许是因为我们年龄的原因,我也不想进行这样长距离的旅行。虽然我知道那里的景色一定非常引人入胜,但只要给我一张卫星影像就足够了。”