12月2日和6日，美國宇航局的毅力號漫遊車從火星表面鑽了兩個新樣本。與迄今為止收集的15個岩芯不同，這些最新的樣本來自於一堆被風吹起的沙子和灰塵，類似沙子但細於沙子。現在它們被裝在特殊的金屬收集管中，這兩個樣本中的一個將被考慮作為火星樣本返回活動的一部分，在本月的某個時候被存放在火星表面指定部位。

科學家們希望用地球上強大的實驗室設備研究火星樣本，以尋找古代微生物生命的跡象，並更好地了解塑造火星表面的過程。大多數樣本將是岩石，然而，研究人員也想檢查岩漿–破碎的岩石和塵埃，不僅因為它能讓我們了解火星上的地質過程和環境，而且還能減輕宇航員在紅色星球上將面臨的一些挑戰。這些灰塵可以影響從宇航服到太陽能電池板的一切，所以它對工程師和科學家來說同樣有趣。

美國宇航局的毅力號火星車在2022年12月2日拍攝了這張表岩屑的圖片–破碎的岩石和灰塵。作為火星取樣返回活動的一部分，這些表岩屑將被考慮存放在火星表面。資料來源：NASA/JPL-Caltech

與岩芯一樣，這些最新的樣本是用火星車機械臂末端的鑽頭收集的。但是對於表岩屑樣本，毅力號使用了一個看起來像釘子的鑽頭，其一端有小孔，用來收集鬆散的材料。

工程師們在用美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）開發的模擬表岩屑進行廣泛測試後，設計了這個特殊的鑽頭。它被稱為莫哈韋火星模擬物，由火山岩粉碎成各種顆粒大小，從細小的灰塵到粗大的鵝卵石都可以模擬，並根據以前火星任務收集的岩漿圖像和數據製成。

美國宇航局南加州噴氣推進實驗室的負責人Iona Tirona說：”我們所了解的有關表岩屑顆粒的大小、形狀和化學成分的一切都有助於我們為未來的任務設計和測試更好的工具，”我們擁有的數據越多，我們的模擬物就越真實”。

美國宇航局毅力號火星車的全尺寸複製品，在JPL的一堆模擬表岩屑- 破碎的岩石和灰塵中測試毅力號的岩漿鑽頭模型。資料來源：NASA/JPL-Caltech

灰塵的挑戰

近距離研究灰岩可以幫助工程師設計未來的火星任務–以及未來火星宇航員使用的設備。表岩屑會損壞航天器和科學儀器，它們會干擾敏感部件，使火星車在表面上的速度變慢。這些顆粒也可能對宇航員構成獨特的挑戰。在阿波羅登月任務中，人們發現月球上的碎石尖銳到足以在宇航服上撕開微小的洞。

就遮擋對宇航員的輻射而言，表岩屑可能是有幫助的，但它也包含風險。火星表面含有高氯酸鹽，一種有毒的化學物質，如果不小心吸入或攝入大量的高氯酸鹽，可能會威脅到宇航員的健康。

毅力號團隊成員艾琳-吉本斯說：”如果我們在火星上有一個更永久的存在，我們需要知道灰塵和表岩屑將如何與我們的航天器和棲息地相互作用。”他是麥吉爾大學的博士生，使用火星表岩屑模擬物作為她與火星車的岩石蒸發激光（稱為SuperCam）工作的一部分。

美國宇航局毅力號火星車使用的鑽頭，從左起是表岩屑鑽頭，六個用於鑽取岩芯的鑽頭，以及兩個磨蝕鑽頭。資料來源：NASA/JPL-Caltech

“其中一些塵埃顆粒可能像香煙煙霧一樣細，可能進入宇航員的呼吸支持系統，”吉本斯補充說，他以前是美國宇航局研究人類機器人探索火星項目的一部分。”我們希望更全面地了解哪些材料會對我們的探險者有害，無論他們是人類還是機器人。”

除了回答有關健康和安全危害的問題外，一管火星表岩屑可以激發科學奇蹟。在顯微鏡下觀察它，會發現有不同形狀和顏色的顆粒的萬花筒。每一個都像一塊拼圖，所有這些都是由風和水在幾十億年中連接在一起的。

內華達大學拉斯維加斯分校的Libby Hausrath說：”有這麼多不同的材料混入表岩屑，每個樣本都代表了這個星球表面的綜合歷史”。

作為地球土壤方面的專家，Hausrath對發現水和岩石之間相互作用的跡象最感興趣。在地球上，有水的地方幾乎都能發現生命。幾十億年前的火星也可能是這樣，當時這個星球的氣候更像地球。