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“好奇”号成功着陆探索火星是否宜居

http://www.sina.com.cn  2012年08月07日04:19  西安晚报
“好奇”号成功着陆探索火星是否宜居

“好奇”号成功着陆探索火星是否宜居

  “好奇”号火星车着陆过程示意图。

“好奇”号成功着陆探索火星是否宜居

“好奇”号成功着陆探索火星是否宜居

  美国航天局6日发布的“好奇”号火星车在火星表面着陆后传回的高清图像。

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  项目人员准备了一罐“幸运花生”。

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  喷气推进实验室工作人员庆祝“好奇”号成功登陆火星。

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  “好奇”号在火星上执行探测任务的想象图。

  美国“好奇”号火星车格林尼治时间6日成功着陆火星,随即发回照片。这是人类迄今在其他星球登陆的最精密移动科学实验室。

  7分钟内 时速从2万公里降至零

  美国国家航空航天局说,“好奇”号火星时间15时左右、美国太平洋夏令时5日22时32分(北京时间6日13时32分)左右在火星盖尔陨坑着陆。此前的研究显示,这一地区可能富含水及碳化合物。

  “好奇”号去年11月26日发射升空,调查火星过去或现在是否有适宜生命存在的环境。

  它长大约2.8米,质量大约900公斤,分别是2004年在火星着陆的“勇气”号和“机遇”号火星车的两倍和5倍。

  “好奇”号进入火星大气层至着陆,需要在大约7分钟内把速度从每小时2.1万公里减至零。控制人员把这段时间称为“恐怖7分钟”。

  依照程序,距火星表面11公里时,“好奇”号打开减速伞;距火星表面大约1.6公里时,“天空起重机”从外壳脱离。

  “好奇”号质量大,不能像先前火星车那样采用借助气囊着陆。“天空起重机”接近火星表面时,启动反冲发动机,悬停在大约20米高度,用尼龙绳索把“好奇”号吊放到火星上,继而切断绳索,飞离一段距离后着陆。

  经“奥德赛”探测器发回照片

  “好奇”号着陆后,经围绕火星飞行的“奥德赛”号探测器中继,向地球传回信号。“好奇”号发回数张低分辨率黑白照片,其中一张显示火星车车轮接触火星表面。另一张显示火星车在火星表面的投影。

  美国航天局说,预计火星车上的高分辨率相机本周晚些时候将传回尺寸更大的彩色照片。

  在航天局设在喷气推进实验室的指挥中心,工程师艾伦·陈说:“确认着陆。我们安全着陆火星。”“看上去我们在一块很平整的地点降落”,着陆项目首席工程师亚当·斯特茨内尔说,“真漂亮,的确漂亮。”

  这是美国航天器第七次着陆火星。“我们再次着陆火星,”航天局局长查尔斯·博尔登说,“这的确难以置信,没什么比这更棒。”

  美国总统贝拉克·奥巴马祝贺并感谢航天局取得这项“杰出成就”。

  奥巴马说,“好奇”号是迄今着陆其他行星的最复杂航天器,标志着“史无前例的技术壮举”,“今后很长时期将作为国家骄傲”。

  “好奇”号的主任务阶段预计将为一个完整的火星年,对我们来说,也就是22个月左右。它将在火星崎岖的地面前进约20千米。

  花絮

  项目人员分享“幸运花生”

  “好奇”号着陆前,在美航天局设在喷气推进实验室的指挥中心,项目人员按照传统,分享了一罐花生。

  这罐花生没有什么科技含量,但其所包含的意义却是非凡的——罐子表面写着一行字:“‘好奇’号。进入-降落-着陆,2012年8月5日。”按美国太平洋夏令时计算,5日是“好奇”号的着陆时间。

  这是美国宇航局的 “幸运花生”,专为“好奇”号完成降落任务时准备的。这个传统早在上世纪60年代后就开始在美国宇航局内部兴起,当时有一场发射任务,工作团队没有吃花生,结果发射失败了。

  在美国宇航局喷气推进实验室的控制中心内,一模一样的控制台整齐地排列在大厅内,蓝色的灯光为控制中心营造出一种未来感。中心内以火星时间计时,每一天的长度为24小时40分钟。为了保证火星时间的准确性,美国宇航局内部还有自己的应用软件。

  一名工作人员说,准确地了解时间是一项挑战,“如果有人说他们在火星上工作,那么他们的意思是他们在以火星时间工作。他们是在另一个时区内”。

  在控制中心的中央,有一个很小的空地,任务指挥员就是站在那里协调整个团队的工作。一名飞行操作工程师说,他们将这个地方称为“宇宙的中心”。

  在控制中心的墙上挂着一长串大屏幕,传输着来自世界各地的信息。从1964年开始,控制中心全天有人值守,全年无休。控制中心有备用电源,还储备有可供发电10天的燃料。

  对比

  “好奇”号彰显火星探索技术进步

  美国“好奇”号火星车于8月6日登陆火星。与此前的火星着陆器相比,携带10种科学武器的“好奇”号彰显了火星探索的多种技术进步。

  着陆技术先进。“好奇”号着陆过程将首次使用一种被称作“天空起重机”的辅助设备助降。尽管这项技术难度高,却是目前人类在其他星球放置着陆器的最先进技术,“好奇”号由此也将是在火星表面着陆的最重探测器,其着陆精度也比其他任何探测器更高。项目科学家约翰·格罗青格指出,人们对天空起重机技术感到担忧,不放心,但实际上从安全角度考虑,这其实是一种更好的着陆系统。

  设计行程远。1997年,由“火星探路者”号携带升空的“旅居者”号火星车着陆。与这位重约10公斤的老前辈相比,“好奇”号要先进得多。“旅居者”号在火星上总行程只有约100米,所到最远处距离登陆点也不超过12米。“好奇”号的设计行程将超过19公里,并将在火星表面攀登高山。

  样本采集能力更强。在“好奇”号之前,所有火星车着陆器都没有安装可提取岩石内部样本的工具,“好奇”号将改变这一状况——它可以利用机械臂末端的钻头钻入岩石内部取样。项目科学家乔伊·克里普斯说:“对于一名研究岩石的地质学家而言,没有什么能够比获取岩石内部样本更让他感到兴奋了。”而“好奇”号携带的化学与矿物学分析仪,还将在火星上首次使用X射线衍射技术分析样本,这将令“好奇”号的本领远超“勇气”号和“机遇”号。

  可以说,携带野外考察必备工具的“好奇”号简直就像一个野外地质学家。美国航天局火星探测项目主任道格·麦奎斯申认为,“好奇”号是航天局“极为重要的旗舰项目……重要性与哈勃(太空望远镜)相当”。

  问答

  问:“好奇”号如何得名?

  答:“好奇”号是美国火星科学实验室项目的着陆器,美国航天局2008年为其举行征名活动,最后采纳了12岁华裔女孩马天琪将其命名为“好奇”号的建议。小姑娘最终获得在“好奇”号上签名的奖励,她还签上了自己的中文名字。据悉,马天琪的父母均毕业于清华大学,上世纪90年代中期来到美国,在制造导航仪的一家公司任工程师。

  问:“好奇”号大小几何?

  答:“好奇”号长约2.8米,重900多千克,长度是2004年在火星着陆的“勇气”号和“机遇”号火星车的两倍,重量是它们的5倍多。

  问:“好奇”号有几个轮子?

  答:“好奇”号有6个轮子,每个均拥有独立的驱动马达,两个前轮和两个后轮还配有独立的转向马达。这一系统可以使“好奇”号在火星表面原地360度转圈。“好奇”号轮子直径是“勇气”号和“机遇”号的两倍,足以使其克服75厘米高的障碍物。

  问:“好奇”号有何动力来源?

  答:“好奇”号的动力由一台多任务放射性同位素热电发生器提供,其本质上是一块核电池。该系统主要包括两个组成部分:一个装填钚-238二氧化物的热源和一组固体热电偶,可以将钚-238产生的热能转化为电力。这一系统设计使用寿命为14年。

  问:“好奇”号项目总投资多少?

  答:25亿美元,超过最初预算10亿美元。“好奇”号原计划2009年升空,2010年着陆,但研制过程比预计要耗时,其成本也因此被推高。“好奇”号项目是迄今最昂贵的火星探测项目。

  任务

  找火星人?不,它是去找碳化合物

  火星过去及现在是否存在适宜生命存在的环境?很久以前人们就提出了这个问题。但是,直到上世纪60年代后,人们才有能力对火星展开实质性的科技探索,从发射火星探测器到成功投放登陆车,开始试图回答这个好奇的问题,可惜受限技术条件,手段相对单一。如今,“好奇”号不仅将凭借其突破性的能力更好地充当耳目,帮助人类寻找解开疑问的线索。“好奇”号这次的目标不是寻找火星人,而是寻找以碳为基础的有机物。

  在“好奇”号携带的科学仪器中,火星样本分析仪是“好奇”号的心脏。它由3个独立的仪器构成:质谱仪、气相色谱仪和激光光谱仪。这些仪器负责搜寻构成生命的要素——碳化合物。它们还将搜寻与地球上生命有关的氢、氧和氮等元素,评估某些元素不同同位素的比例,寻找行星变化的线索。

  此外,动态中子反照率探测器安装在“好奇”号主车身背部附近,用于寻找火星地下的水冰以及晶体结构中含有水分子的矿物。这台仪器可向火星地表发射中子束,然后记录中子束的散射速度。氢原子可以延缓中子的速度,如果大量中子速度迟缓,便说明地下可能存在水或者冰。这一由俄罗斯航天署提供的探测器能够发现火星地表下50厘米以内的氢原子。

  火星上是否曾经有水存在这个问题已经得到了解答,先前火星探测器发回的图片已经显示出干涸的河床、三角洲和水流痕迹。

  科学界最感兴趣的是通过“好奇”号更多了解火星的地质史。科学家们希望能找到火星表面从温暖湿润变为干燥的原因和方式,以及这一变化过程所用时间,这些将成为判断火星是否适合人类生活的重要参考。

  “好奇”号项目飞行主管托斯滕·左恩说,借助“好奇”号,“我们将了解几百万年甚至几十亿年前火星表面和大气成分的变化,还可以知道这个行星环境的历史变迁”。

  他说,探索火星过去或现在是否存在适宜生命存在的环境,是“好奇”号的一大目标。不过,将火星土壤等样本带回地球进行深入研究,将是未来火星探测的任务。

  访谈

  “好奇”号是未来载人火星计划的垫脚石

  航天飞机机群退役后,美国航天局把探索火星作为主要项目之一,打算2030年代中期把宇航员送入火星轨道。

  航天局局长博尔登说,“好奇”号登上火星“标志着实现这一目标过程中重要一步……这是这个国家的大日子,是一切‘好奇’号项目伙伴的大日子,是美国民众的大日子”。

  美国航天局“好奇”号项目飞行主管托斯滕·左恩表示,对于全人类来说,“好奇”号登陆火星意义重大,它将帮助人类拓展登月之后登陆另一星球的能力,是未来载人火星计划的垫脚石。

  曾于去年11月在佛罗里达参与“好奇”号发射任务的左恩表示,“好奇”号是迄今最大、性能最强的火星探测器,整个团队对这次火星探测任务寄予厚望,相信“好奇”号将取得巨大科学成果。

  “‘好奇’号已为执行登陆火星任务准备多年,并已就几乎所有的情景进行过测试。”左恩说,“对我们来讲,它就像自己的一个孩子,在佛罗里达向它挥手说再见的时候,我们都很激动。”

  左恩说,“好奇”号将为人类实现未来载人火星任务铺设道路。“目前,不少美国人表示志愿前往火星,就连我也想去,不过,科学家需要确保这是一个往返旅行,往返比单程的技术要求更高。”

  “好奇”号装备的辐射评估探测器用于准备未来的火星探索任务。它能监测来自太阳的高能原子和亚原子粒子,评估火星表面的辐射环境及其对未来登陆火星宇航员的危害。这些信息对未来的载人火星探索以及评估火星是否具有适于生命存在的环境都很重要。

  在谈到与以往火星探测任务的不同时,左恩介绍说,此次“好奇”号在火星的登陆点面积比之前小很多;另外一个重要变化是,它配备了降落成像仪,可以捕捉到整个下降过程,这也是以前任务中没有的,这“非常酷”;此外,尽管悬吊着陆并非新想法,但这是首次将这种理念应用在飞行器上。

  左恩说,尽管对于航天器来说,核动力并不新鲜,但这一技术已比上世纪先进许多,以核燃料钚提供动力的“好奇”号在火星表面具有更强的续航能力。

  链接

  美国近15年来发射的火星探测器

  1996年12月:“火星探路者”号发射。1997年7月,它携带的着陆器以及“旅居者”号火星车在火星着陆。

  1998年12月:“火星气候探测者”号发射,次年9月飞抵火星后与地球失去联系。

  1999年1月:“火星极地着陆者”号发射,当年12月在火星南极降落过程中,着陆器以及携带的两个小型探测器与地球失去联系。

  2001年4月:“奥德赛”号探测器发射,当年10月抵达绕火星轨道,并一直工作至今。

  2003年:“勇气”号和“机遇”号火星车分别于6月和7月发射升空,前者目前已与地球失去联系,后者仍在超期服役。

  2005年8月:“火星勘测轨道飞行器”升空,次年3月进入绕火星轨道,目前仍在火星轨道上探测。

  2007年8月4日:“凤凰”号火星着陆探测器升空。它于2008年5月25日成功降落在火星北极附近区域,但2010年5月因太阳能电池板受损而终止运行。

  本版稿件综合新华社电

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