ExoMars 2020火星车已组装完毕，将于一年内发射前往火星

在火星生命探测计划（Exobiology on Mars，ExoMars）的下一代火星探测器上，安装了全套科学探究仪器，包括能让我们直接观测火星表面状况的摄像系统、可从地表以下获取原始土壤样本的钻机，以及用于寻找生命迹象的机载实验室。

这辆火星漫游车以罗莎琳德•富兰克林（Rosalind Franklin）的名字命名，她是著名的英国物理化学家与晶体学家，拍摄辆发现DNA双螺旋结构关键依据的DNA X射线衍射图。作为欧洲空间局（ESA）与俄罗斯航天国家集团公司（Roscosmos）联合开发的ExoMars计划的一部分，在英国斯蒂夫尼奇市的空中客车集团防务及航天公司（Airbus Defence and Space，空客集团的三大子公司之一），“罗莎琳德•富兰克林”号的组装工作已经完成。最近，工程师给“罗莎琳德•富兰克林”号装配了全景相机系统（PanCam），相机的位置在高出地面2米的桅杆顶端。全景相机将成为火星车日常科学操作的关键设备，能够帮助研究人员作出关于火星车行进方向和钻探位置的科学决策。

最近，工程师给“罗莎琳德•富兰克林”号装配了全景相机系统，这组摄像装置位于高出地面2米的桅杆顶端，将成为火星车日常科学操作的关键设备，能够帮助研究人员作出关于火星车行进方向和钻探位置的科学决策。该照片拍摄于英国斯蒂夫尼奇市的空中客车集团防务及航天公司。
图片版权：空客集团-M•亚历山大（M.Alexander）

ExoMars计划的核心目的，是确定在火星这颗红色星球（Red Planet）之上，生命是否真实存在过，或者直到今天是否仍然存在。在过去的几十年中，探索火星的航天器返回的数据都表明，现在的火星表面干燥而贫瘠；但在数十亿年前，火星的环境就像现在的地球，水源汇成了河流、湖泊甚至是海洋。如果生命早在数十亿年前就生根发芽，那么，科学家认为寻找生命存在证据的关键机会，就是曾经有水源滋养的古代火星地区：我们需要将目光投向火星地表之下。

ExoMars火星车“罗莎琳德•富兰克林”号上的全景相机系统正在接受测试。该照片拍摄于摄像系统装配完成后的测试项目，地点位于英国斯蒂夫尼奇市的空中客车集团防务及航天公司。全景相机系统由伦敦大学学院（University College London，UCL）的穆拉德空间科学实验室（Mullard Space Science Laboratory，MSSL）领导研发，完整的研究团队来自UCL-MSSL、德国宇航中心（Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt，DLR）、德国OHB公司、苏黎世TAS-CH、亚伯大学（Aberystwyth University，AU）、奥地利乔安娜研究（Joanneum Research，JR）以及全景相机系统科学团队。
版权：ESA/ExoMars/PanCam team

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科学家为“罗莎琳德•富兰克林”号火星车所选的着陆位置，在久远的过去可能曾是一片汪洋大海，靠近火星南部高地与北部平滑低地相连的边界。在这颗红色星球的早期历史上，火星最初处于一片潮湿之中，而后火山喷发产生的熔岩覆盖了星球表面的大部分区域，有些区域直到今天仍在努力抵抗熔岩的侵蚀。这意味着，“罗莎琳德•富兰克林”号着陆点下方的地质材料可能是在最近才裸露出来的，在此之前保护层让它们免受太空辐射的侵蚀，裸露之后火星车就能利用分析仪器来获取样本或是直接测定相关数据。

全景相机系统配备了立体声高分辨率摄像头，将为我们提供可见光和近红外波长下丰富有趣的地质学特征详细视图；结合分光计的测量，还能展现出火星表面岩石的结构组成，以及它们是否受到了历史上曾经存在的水的影响。在选定的研究位点，火星车的钻机将从火星表面以下2 米的地方取回样品，送至火星车上的科学实验室进行详细分析，搜寻生命特征的存在迹象。

当钻机在钻取搅动过程中翻带出火星地下土壤时，钻机组件底部的摄像装置将能提供这些土壤的特写视图；当钻头处于“收起”位置时，摄像装置又将能拍摄火星车前方区域的景象。最近，在荷兰的ESA技术工厂中，特写成像仪，即Clupi（close-up imager）经受住了最终的校准测试，之后被运送到英国斯蒂夫尼奇市并安装到了钻机组件上。

在荷兰的ESA技术工厂中，ExoMars的特写成像仪Clupi经受住了最终的校准测试，之后被运送到了英国斯蒂夫尼奇市，并安装固定在了“罗莎琳德•富兰克林”号的钻机组件上。当钻机在钻取搅动过程中翻带出火星地下土壤时，成像仪将能提供这些土壤的特写视图；当钻头处于“收起”位置时，成像仪将能拍摄火星车前方区域的景象。
图片版权：ESA-M•科万（M.Cowan）

除了摄像装置、光谱仪、钻机和分析实验室外，火星车还配备了地下探测雷达和中子探测器。

“我们的火星车已真正成型，”ESA的ExoMars火星车项目科学家豪尔赫•巴戈（Jorge Vago）说道，“我们拥有的科学有效载荷强大到令人难以置信，在寻找生物迹象的过程中，这些科技组件将帮助我们有效地探索火星的表面和地下世界。”

所有的科学仪器套件均已装配完成，“罗莎琳德•富兰克林”号火星车现在被放置于专用的洁净室之中。最终的检测完成后，火星车将从英国运至法国图卢兹，并在那里接受环境测试，确认它已经准备好应对火星上恶劣的环境条件；环境测试一旦完成，它就将进入法国戛纳，与名为“哥萨克舞”（Kazachok）的着陆器平台，以及将火星车从地球运送到火星的降落舱（descent module）和运载舱（carrier module）进行最终的集成。

预计从现在起不到一年的时间里（发射窗口为2020年7月26日至2020年8月13日），“罗莎琳德•富兰克林”号火星车就将在俄罗斯质子-M运载火箭（Proton-M）上发射，并于2021年3月抵达火星。

在2021年，ExoMars计划的“罗莎琳德•富兰克林”号火星车及其着陆器平台“哥萨克舞”将降落在红色星球——火星表面上。火星车必须要能穿越多种不同的火星地形，从细沙土壤到巨砾斜坡，它都需要能将一根2米长的钻头钻入火星地表之下，并在机载实验室中用科学仪器对获取的样本进行分析。ESA、俄罗斯航天国家集团公司、法国泰雷兹集团（Thales）、英国空客集团以及瑞士鲁埃格集团（RUAG）的工程师对全尺寸模型进行了一系列测试，来微调火星车从着陆器平台移动到火星表面的方式。此前的火星车常被困在火星表面的沙子之中，尝试转动车轮之后却会将沙坑越挖越深，就像卡在泥坑或积雪中的汽车一样；为了避免这种情况，科学家和工程师为“罗莎琳德•富兰克林”号火星车设计了一种独特的运动模式，被称为“车轮行走”（wheel walking）。
视频版权：ESA

参考来源：
[1]http://www.esa.int/Our_Activities/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/ExoMars/All_instruments_onboard_Rosalind_Franklin_rover
[2] https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2016.154