火星先驱

　　智能（公众号：zidxcom） 　　李水青 　　编辑|沙漠影 　　美国根性号首席领导人Swati Mohan在控制室发表了“根性号着陆在火星上”的声明。 　　北京时间2月19日上午4点55分左右，美国航空宇宙局（NASA）的“根性号”火星车登陆火星，传达了第一个火星地表的黑白图像。 　　路透社称赞，“在NASA称为‘7分钟恐怖活动’的一系列复杂操作中，宇宙飞船的诱导下降和着陆是机器人宇宙飞行史上最精细且具有挑战性的壮举”。美国宇航局代理局长史蒂夫·尤尔蒂克表示，“这是一个惊人的成果”。 　　耐心号在巨大的火口地面上安全着陆，着陆后在干涸的火口湖和河床上寻找灭绝的征兆。 　　动画“根性号”登陆火星 　　根性号是美国NASA自2012年以来第5次登陆成功的火星车，与前4个火星车相比，搭载了低空侦察用的小型直升飞机和将二氧化碳转换成纯氧的装置等，完成了历史性的任务。 　　动画“根性号”登陆火星 　　2021年可以说是火星登陆年。上周，中国的“天问1号”探测器、阿拉伯联合酋长国的“希望号”陆续抵达火星轨道，并于2020年7月与“毅力号”一同发射升空。与毅力号到达火星后直接在火星上着陆的方法不同，中国的天问1号绕火星运行的过程将持续约3个月，预计2021年5月中旬在火星表面着陆。（《刚才，天问1号被火星捕获的烽火，中国来了》） 　　在宇宙航行了近7个月，行驶了4亿7200万公里，以1小时19000公里的速度穿过了火星的大气层。毅力号开始下降到火星的地表。 　　着陆后，根性号传达了在火星表面拍摄的最初的黑白照片，显示了火星车向荒凉的岩石着陆地点投掷的影子。 　　毅力号的大小与SUV车相似，长3米，宽2.7米，高2.2米，质量约1吨。因为电波从火星到地球需要11分钟，所以在毅力号到达火星的土壤时，确认了通过绕火星轨道的卫星向地球发送的信号。 　　模拟气力号登陆火星 　　探测器经过了惊险的着陆过程，被称为“恐怖的7分钟”。 　　火星的大气密度只不过是地球的1%，在探测器调整完轨道姿势后，仅7分钟探测器的时速就从4.8公里/秒下降到0，必须调整角度，以免外壳在大气层过热烧毁。到目前为止，NASA预测安全着陆的概率只不过是40%。 　　毅力号是在北纬18度着陆的杰零陨石坑，是火星赤道以北的巨大撞击盆地，据科学家说是39亿年前存在的古湖，据说毅力号在那里的岩石和土壤中寻找微化石。 　　根性号着陆位置地面视图 　　这次着陆是2年间花费了27亿美元的火星探测项目的一部分，也是风险最大的一部分。 　　这个项目的主要目标是寻找可能存在的微生物化石的征兆，这些微生物在大约30亿年前可能在火星上繁荣，火星是太阳系的第四颗行星，那时可能比较温暖、潮湿、适合生命的生存。 　　毅力号计划从火星岩石中提取生物标志，将来返回地球进行分析。科学家们希望从古代堆积物的样品中发现生物标志，这是人类第一次从别的星球上收集生物标志。 　　接下来的两次火星任务，计划在今后10年内将样品取回，并送回NASA。 　　“7分钟恐怖的瞬间非常兴奋。另一方面，任务刚刚开始。”喷气推进实验室主任迈克尔Watkins在着陆后说：“我们的任务不是着陆，而是实际驾驶，取得样品，进行其他技术的演示。”。 　　 　　美国宇航局的科学家将“根性号”形容为1965年“水手号”宇宙飞船飞过火星以来美国近20个火星任务中最勇敢的任务。 　　与迄今为止的4个火星车相比，耐性号火星车体积大，搭载的机器也很多。根据以往的发现进一步探索火星。以前的探查认为，火星表面的液体水的流动、碳、其他的矿物质根据水而变化，存在着生命进化的先驱者。 　　耐心号的有效载荷中还包括了一些模型项目，诸如将火星大气层中的二氧化碳转换成纯氧的装置等。这些项目也许有助于为人类最终的火星探索开辟道路。 　　根性公司还有一个实验的原型是微型直升飞机，用于测试在另一个星球上的第一次动力控制飞行。 　　模拟气力号登陆火星 　　这架直升飞机重量只有1.8公斤，高0.5米，螺旋桨直径1.2米，功率350瓦。直升飞机采用锂离子电池，在上部的太阳光板上充电，每天可充电90秒左右。 　　因为火星的空气很薄，气压只有地球气压的1%，所以直升机的飞行是一项突破性的任务，要求螺旋桨的旋转速度更快。据相关人士透露，如果成功的话，这架直升飞机可以用于遥远世界的低空侦察。 　　探测器在火星表面冒险着陆本身就是一个很大的成果。根据NASA，着陆地点对科学家很有吸引力，特别危险。 　　搭载探测器的多级宇宙飞船以接近地球音速16倍的速度飞入火星的大气层，在喷气式推进机调整轨道的同时产生空气动力的上升力。 　　刺耳的超音速降落伞的膨胀使着陆速度进一步减速，取而代之配备火箭动力的“天空吊车”（sky crane）飞机飞到了安全着陆点，用绳索将探测器下降后起飞，在安全距离着陆。 　　动画“根性号”登陆火星 　　现在，人类开发了火星软着陆的3种方式，分别是安全气囊弹跳跃式、反转着陆式和这次NASA使用的空中起重机式。 　　这三种方式各有优点和缺点，我国天问1号选择的反相着陆脚式复杂，成本高，降落伞减速后发动机反转点火，使探测再次减速，着陆前需要自主避免障碍这种方法可以满足大重量探测软着陆要求，着陆精度也相对较高。 　　与“天问1号”的火箭反相着陆方式不同，毅力号采用的“天空起重机”（sky crane）的着陆方式成本高，可以满足重量大的探测器软着陆需求，使重量达到1吨的毅力号更加稳定地着陆。没有使用天问1号和毅力号的安全气囊跳跃式的成本很低，只能满足小重量探测器的着陆需求。 　　根性号的前身“好奇心号”于2012年登陆火星，现在仍在运行，同样于2018年到达火星深处研究的静止着陆机“InSight”也在运行。 　　2021年可以说是火星登陆年，一周前，阿拉伯联合酋长国和我国分别发射的探测器到达了火星轨道。 　　2月10日，也就是中国农历腊月29日，中国首个火星探测任务天问1号探测器成功完成了近火捕获制动任务。 　　与毅力号到达火星后直接在火星着陆的方法不同，天问1号绕火星的过程将持续约3个月，预计2021年5月中旬实施登陆任务，在火星表面着陆。 　　另外，在2020年的“火星三杰”号上，阿拉伯联合酋长国的“希望号”火星探测任务队宣布，北京时间2月10日凌晨0点左右，“希望号”进入环火轨道，到达目的地。希望号是轨道探测器，主要任务是研究火星的大气和气候，之后没有登陆任务。 　　火星探测对人类来说有很多重要的驱动力和意义。目前，在这个神秘的红星探索中，人类主要关注五个方面的研究，分别是： 　　1、火星大气特征和气候变化的研究； 　　2、火星地形和地质结构的研究； 　　3、火星物理场和内部结构研究，包括火星磁场、重力场等； 　　4、火星水和生命信息的探测； 　　5、在火星上设置科学观测台和实验室，观测火星上可能存在的资源。 　　无论是怎样的宏图和目标，世界上最有科学技术力量的国家和地区都开始了火星之旅。 　　随着美国的耐心号在火星上着陆，2021年的世界火星探测竞争在中国的天问1号和阿拉伯联合酋长国的“希望号”进入火星轨道后，迎来了一个小高潮。 　　人类对地球以外的生命抱有好奇心，对宇宙的未知之旅也具有现实意义。随着各国探查机登陆火星，人类的宇宙探查进入了一个新阶段。 　　来源参考：路透社