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美國東部時間18日下午(北京時間19日淩晨),美國“毅力”號火星車成功登陸火星,成為美國國家航空航天局(NASA,以下簡稱美國航天局)第5個成功登陸的火星車。“毅力”號將在火星采集樣本並試圖尋找生命存在的證據。

這是2月18日“毅力”號火星車著陸後拍攝的火星照片。新華社發(美國航天局供圖)
探索火星任務剛剛開始
據美國航天局介紹,“毅力”號於美國東部時間18日15時48分許(北京時間19日4時48分許)進入火星大氣層,在7分鍾內完成進入、下降和著陸,於15時55分許在火星赤道以北的耶澤羅隕石坑著陸。
美國航天局表示,“毅力”號成功完成火星著陸,但其探索火星的任務才剛剛開始。未來數周“毅力”號將進行一係列測試,隨後開始對耶澤羅隕石坑長達兩年的探測任務。
“毅力”號於去年7月30日從美國佛羅裏達州卡納維拉爾角空軍基地升空,在曆經203天飛行後抵達火星。“毅力”號hao是shi美mei國guo航hang天tian局ju造zao訪fang火huo星xing表biao麵mian的de第di九jiu個ge探tan測ce器qi,其qi任ren務wu包bao括kuo尋xun找zhao火huo星xing遠yuan古gu時shi期qi可ke能neng存cun在zai過guo的de生sheng命ming跡ji象xiang,探tan索suo火huo星xing的de地di質zhi和he氣qi候hou特te征zheng,為wei未wei來lai人ren類lei探tan索suo和he登deng陸lu火huo星xing探tan路lu等deng。
據美國航天局介紹,“毅力”號將是首個從火星采樣以供送回地球的探測器,它從火星上采集的岩石和土壤樣本未來將在其他火星探測任務中被帶回地球。
首架火星直升機“機智”號隨“毅力”號一同在火星著陸。“機智”號(hao)成(cheng)為(wei)首(shou)架(jia)在(zai)其(qi)他(ta)行(xing)星(xing)飛(fei)行(xing)的(de)直(zhi)升(sheng)機(ji),任(ren)務(wu)團(tuan)隊(dui)將(jiang)通(tong)過(guo)它(ta)驗(yan)證(zheng)在(zai)火(huo)星(xing)大(da)氣(qi)層(ceng)飛(fei)行(xing)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)技(ji)術(shu),為(wei)研(yan)發(fa)未(wei)來(lai)機(ji)器(qi)人(ren)或(huo)人(ren)類(lei)探(tan)索(suo)火(huo)星(xing)時(shi)攜(xie)帶(dai)的(de)先(xian)進(jin)飛(fei)行(xing)器(qi)打(da)下(xia)基(ji)礎(chu)。

這是2月18日“毅力”號火星車拍攝的火星照片。新華社發(美國航天局供圖)
將探索火星生命跡象
美國航天局副局長托馬斯·楚比興表示,“毅力”號是美國航天局迄今為止最宏大的火星車探測任務,主要任務是尋找火星上是否存在過生命跡象。為找到答案,任務團隊為“毅力”號在耶澤羅隕石坑著陸做了最充分準備,這個區域也是有史以來探測器登陸火星最艱難的區域。
具體來說,“毅力”號計劃實施為期一個火星年(687個地球日)的探測。具體任務包括4個目標。
目標一:xunzhaokejuzhuxing,faxianzaihuoxingyuangushiqikenengzhichiweishengwushengcundehuanjingzhongxingchengdeyanshi,huobeiweishengwugaibiandeyanshi,quedinghuoxingguoququeshicunzaizhenenggouzhichiweishengwushengcundehuanjing。
目標二:尋找生物特征,在那些適宜居住的環境中尋找可能存在的遠古微生物跡象,特別是在那些能長期保存生命跡象的特殊岩石中。
目標三:暫存樣本,從大約30個有希望找到生物痕跡的岩石和表土目標上鑽取樣本,並將其存儲在火星表麵的具體位置。
目標四:為載人登陸做準備,測試從火星二氧化碳大氣中產生氧氣的能力。火星大氣非常稀薄,而且二氧化碳含量高達96%。人ren類lei肯ken定ding不bu能neng直zhi接jie呼hu吸xi火huo星xing大da氣qi,但dan二er氧yang化hua碳tan的de存cun在zai,讓rang人ren們men看kan到dao了le製zhi取qu氧yang氣qi的de希xi望wang。假jia如ru能neng夠gou用yong火huo星xing大da氣qi製zhi氧yang,未wei來lai的de火huo星xing基ji地di就jiu可ke以yi自zi己ji解jie決jue呼hu吸xi問wen題ti,還hai可ke以yi支zhi持chi更geng大da規gui模mo的de火huo星xing科ke考kao與yu資zi源yuan開kai發fa。
在火星表麵作業中,“毅力”號的主要工作是在石頭上打洞。具體分為以下幾個步驟:
第一步:zhaodaoyoujiazhideyanshi。keyanrenyuantebiexiwangnengzhaodaozaishuizhongxingchenghuobeishuigaibiandeyanshi。shuishishengmingdeguanjian,ruguozhexieyanshihanyouyoujifenzi,najiugengyouqule。
第二步:采集岩樣。一旦科研人員確定了一個感興趣的岩石目標,“毅力”號就會動用鑽機,鑽出一個核心樣本。鑽機的原理和我們在地球上給空調打孔的水鑽一樣,但考慮到“毅力”號的承載能力和發電功率都很有限,而且也不可能加水冷卻及潤滑,它的鑽取深度隻有2英寸(大約5厘米)。
第三步:密封岩石樣本。岩芯樣品鑽取下來後,就要放進預先清洗過的樣品管裏,蓋上蓋子。按照地球上岩石的密度計算,每個樣品重約半盎司(15克)。
第四步:攜帶樣品。存好樣品後,“毅力”號hao會hui把ba管guan子zi插cha進jin自zi身shen攜xie帶dai的de一yi個ge儲chu存cun架jia上shang,然ran後hou帶dai著zhe它ta繼ji續xu行xing進jin,直zhi到dao任ren務wu小xiao組zu在zai火huo星xing表biao麵mian選xuan好hao一yi個ge臨lin時shi存cun儲chu位wei置zhi為wei止zhi。因yin為wei這zhe些xie樣yang品pin來lai之zhi不bu易yi,所suo以yi任ren務wu小xiao組zu把ba這zhe些xie臨lin時shi位wei置zhi稱cheng為wei“戰略位置”。
最後一步:保存樣本。將火星樣本放在火星表麵的一個位置,等待2022年美國航天局發射另一個探測器到火星。這個探測器具備從火星表麵起飛的能力,它會找到“毅力”號存放樣品的地方,把它取走帶回地球。

這張示意圖顯示美國“毅力”號火星車在火星著陸的過程。新華社發(美國航天局供圖)
迄今為止最複雜的火星車
作為美國航天局耗資27億美元的“火星2020”任務的絕對主角——“毅力”號火星車的著陸方式和好奇號火星車在2012年8月著陸火星的方式一樣,包括降落傘、下降飛行器和一種被稱為“天空起重機”的方法:在著陸前的最後幾秒鍾,用一個火箭反推懸浮的天車,把火星車吊掛著放在地麵上。
當然,“毅力”號也不是完全沿用“好奇”號的著陸技術,而是采用了一些新技術。比如“距離觸發”技術,可以把橢圓形預定著陸區的尺寸減小50%yishang。qiguanjianshixuanzeheshideshijilaishifangxiajiangfeixingqidejiangluosan。zaoqiderenwuzhong,tanceqihuizaihuoxingdaqizhongmocajiansu,dadaoyuqisuduhoujinzaokaisan。“毅力”號則不然,它會根據探測器相對於預定著陸位置的距離開傘。如果探測器有可能錯過目標區,就要提前開傘;如果可能無法抵達目標區,就要錯後開傘。
地形相對導航技術和我國嫦娥四號探測器所采用的降落導航技術有相似的地方。“毅力”號特別適合地形複雜、有陡坡和大塊岩石、比較危險的地方。它的工作原理很容易解釋:首先是繞著火星飛行的探測器拍攝和繪製了著陸地點的地圖,把可能的風險都標注出來。這張地圖會存儲在“毅力”號的電腦裏。開傘後,“毅力”號會打開相機拍攝火星地麵情況,把實際看到的地表與存儲的地圖進行對比。如果“毅力”號發現自己正向著危險地表接近(判斷範圍大約是300米邊長的區域),可以改變方向,選擇一個更加安全的區域降落。
鑽探工作的主角是“毅力”號的機械臂。這條2.1米長的機械手臂可以像人的手臂一樣運動。它有肩膀、肘部和手腕關節,保證了最大限度的靈活性。這隻手臂可以讓火星車像人類地質學家一樣工作,用“手”或轉塔握住和使用科學工具。火星車的“手動工具”可以從岩石中提取岩芯,拍攝顯微圖像,分析火星岩石和土壤的元素組成和礦物組成。這條機械臂有5個自由度,是通過名為“旋轉執行器”的微型馬達實現的,這5個自由度是肩關節、臂關節、肘關節、腕關節和轉塔關節。手臂末端轉塔就像一隻手,可以握持相機、礦物和化學分析儀,用來研究火星過去的可居住性,並選擇最具科學價值的樣本進行儲存。
除“毅力”號本身外,它還攜帶了1架名為“機智”號的小型直升機,能夠對火星車著陸區域附近進行空中偵察。一旦成功,“機智”號將成為人類首架在其他行星上飛行的可控飛行器。“機智”號的命名來自美國亞拉巴馬州高中生瓦尼莎·魯帕尼,最終被美國航天局選中。據悉,隻有1.8公斤重的“機智”號,並未配備科學儀器。它由兩個反向旋轉的螺旋槳提供升力,旋轉角速度為2400轉/分鍾,水平移動速度10米/秒,爬升速度3米/秒。“機智”號將在一個月的試驗行動中開展一係列短時飛行任務。美國航天局表示,若獲成功,“機智”號有望為未來利用旋翼飛機對火星開展廣泛的空中探測鋪平道路。

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