美國宇航局好奇號登陸火星

happyguy321 · 發表於 2012-7-31 16:22:11

好奇號火星車登陸過程：時速2萬公裡降至零

如果一切順利的話，美國宇航局的“好奇”號火星車將於8月5日在火星表面著陸。如果發生可怕的意外，為研制“好奇”號投入的數十億美元資金和數千小時辛勤努力將在瞬間化為烏有

宇航局工程師亞當-斯特澤納。在宇航局公布的一段視頻中，他與其他幾位工程師介紹了“好奇”號的整個著陸過程

火星距地球非常遙遠，在至少15分鍾內，宇航局的科學家將無法得知這輛火星車的命運。“好奇”號發出的信號從火星抵達地球需要大約15分鍾，這段時間足以讓這輛造價25億美元的火星車完成著陸

“好奇”號進入火星大氣層，降落和最終著陸的過程也被形象地稱之為“令人恐怖的7分鍾”，因為這輛火星車要自行著陸

2011年11月26日，“好奇”號火星車發射昇空，目前正在外太空穿行。按照計劃，這輛火星車將於1個多月後在蓋爾隕坑著陸

著陸後，“好奇”號將搜尋火星過去或者現在有生命存在證據，同時研究火星氣候和地質特征。整個任務將持續23個月，大約相當於一個火星年

　　揭秘好奇號火星車登陸過程媒體來源：新浪科技新浪科技訊北京時間7月5日消息，如果一切順利的話，美國宇航局的“好奇”號(又稱火星科學實驗室)火星車將於8月5日在火星表面著陸。如果發生可怕的意外，為研制“好奇”號投入的數十億美元資金和數千小時辛勤努力將在瞬間化為烏有。
　　不久前，宇航局公布了一段視頻，展示“好奇”號進入火星大氣層，降落和最終著陸的全過程。這一過程也被形象地稱之為“令人恐怖的7分鍾”。宇航局科學家湯姆-利凡裡尼在視頻中表示：“如果發生任何意外，游戲結束。”
　　火星距地球非常遙遠，在至少15分鍾內，宇航局的科學家將無法得知這輛火星車的命運。“好奇”號發出的信號從火星抵達地球需要大約15分鍾，這段時間足以讓這輛造價25億美元的火星車完成著陸。宇航局工程師亞當-斯特澤納在視頻中表示：“在首次收到‘好奇’號抵達火星大氣層頂部的信號時，這輛火星車要麼已經安全著陸，仍然活著，要麼已經死亡了至少7分鍾。”　
　

在執行探索任務前，“好奇”號必須首先完成著陸，速度從每小時1.3萬英裡(約合每小時2.1萬公裡)降至零

降落過程中，“好奇”號將進行一系列復雜而瘋狂的機動，整個過程由自動駕駛儀操控，將利用超音速降落傘、火箭以及太空起重機

火星大氣層厚度比地球薄，進入火星大氣層後，“好奇”號將打開世界上最大並且最堅固的超音速降落傘，降低下落速度

在降至距地面20米的時候，太空起重機將幫助“好奇”號在火星表面著陸

著陸之後，太空起重機將脫離“好奇”號

　　2011年11月26日，“好奇”號火星車發射昇空，目前正在外太空穿行。按照計劃，這輛火星車將於1個多月後在蓋爾隕坑著陸。著陸後，“好奇”號將搜尋火星過去或者現在有生命存在證據，同時研究火星氣候和地質特征。整個任務將持續23個月，大約相當於一個火星年。在執行探索任務前，“好奇”號必須首先完成著陸，速度從每小時1.3萬英裡(約合每小時2.1萬公裡)降至零。宇航局的米蓋爾-聖-馬丁在視頻中表示：“這是我們面臨的最大挑戰之一。”
　　降落過程中，“好奇”號將進行一系列復雜而瘋狂的機動，整個過程由自動駕駛儀操控，將利用超音速降落傘、火箭以及太空起重機。火星大氣層厚度比地球薄，進入火星大氣層後，“好奇”號將打開世界上最大並且最堅固的超音速降落傘，降低下落速度。降落傘將承受9G重力加速力和6.5萬磅(約合2.9萬公斤)的重量，最後將“好奇”號的速度降至每小時200英裡(約合每小時320公裡)。不過，這一速度仍未達到安全著陸的要求。減速後，隔熱罩和降落傘將脫離“好奇”號，火箭發動機同時點火，進一步幫助“好奇”號減速。
　　宇航局的安尼塔-森古普塔在視頻中表示：“我們不能在‘好奇’號距離地面很近的時候點燃火箭。因為在這種情況下，火箭將形成巨大的塵雲，破壞‘好奇’號的機械裝置和儀器設備。”在降至距地面20米的時候，太空起重機將幫助“好奇”號在火星表面著陸。著陸之後，太空起重機將脫離“好奇”號。斯特澤納指出：“在公眾看來，整個過程可能有些瘋狂，但在我們眼裡，這太自然不過了。”
美宇航局探測器登陸火星表面或將發現生命分子
據國外媒體報道，美國國家航空航天局新一代火星探測器“好奇”號火星車將在八月份登陸火星，這輛體積如小汽車般大的火星車將對火星地表進行鑽探，也是第一種可揭開行星岩層下奧秘的探測器，但首次鑽探的深度並不大，科學家希望能發現火星生命的證據。這是因為根據一項最新的研究表明在火星地表下數英尺的地方存在能代表火星曾經存在生命的復雜有機分子痕跡。

“好奇”號火星車將以特別的方式登陸火星

　　美國宇航局“好奇”號火星探測器任務科學家們設定的鑽探深度為火星地表下四英寸的淺層表明，並認為這一深度足以發現復雜的有機生命分子，尤其是在相對年輕的撞擊坑中。關於地球生命的起源之謎，有些科學家認為來自於火星，比如普渡大學的科學家傑伊·莫勒斯(Jay Melosh)就認為火星上的生命種子被小行星或者隕石帶到了地球上。
　　對此，一項最新的研究討論了如何派遣科學家抵達火星表面進行勘察，以發現這顆紅色世界的古老生命證據。根據美國國家航空航天局戈達德空間飛行中心的科學家亞歷山大·帕夫洛夫(Alexander Pavlov)介紹：“這項研究結果表明火星應該存在簡單形式的有機分子，美國國家航空航天局的‘好奇’號火星探測器的探索前景將比之前評估的要好很多。”
　　復雜的有機分子可以強烈地暗示火星在過去很可能存在生命，這些分子由十個或者更多的碳原子構成，是目前已知生命形式的基本構架，諸如氨基酸可形成蛋白質等。位於火星地表下兩至四英寸淺層地表的輻射量可減少近十倍，雖然相對與地球生命環境而言仍然是個非常極端的環境，但是研究報告中提到的簡單有機分子，比如甲醛分子能夠存在於這個深度的地表上。在火星上其他地方，尤其是形成年代較近的年輕撞擊坑中，復雜的有機分子也可以得到保存。
　　美國宇航局的“好奇”號火星車所面對的任務挑戰是過去登陸火星探測器不曾面對的，因為之前並沒有發現任何有機分子存在於火星表面，但我們現在知道那兒的土壤中很有可能存在有機分子。不同於此前的登陸火星的探測器，“好奇”號攜帶了收集岩石和土壤樣品的特殊設備，可現場鑽探、處理並送入探測器上搭載的移動實驗室內進行分析。該火星車還配備了機械臂，其上附加著兩個主要鑽探工具用於挖開火星表層土壤，並對土壤樣本進行處理以供分析儀進行研究。
　　該火星車的任務是調查火星淺層地表是否具有有利於微生物生存的環境，以及在火星岩石中尋找過去曾經存在的生命信息。此外，還將評估在蓋爾撞擊坑曾經是否存在有利於微生物生存的條件，現在是否仍然具備這樣的條件。“好奇”號火星車將會前往蓋爾撞擊坑邊緣分層位置，科學家懷疑這裡的礦物可能形成於水環境中，同時撞擊坑底部的衝積扇也被認為是水流攜帶著沈積物衝刷所形成。“好奇”號火星車將攜帶最先進的科學儀器，比之前在火星表面登陸所使用過的儀器都要先進很多，而且儀器總質量也是以往載荷的十倍。
　　相比較於美國宇航局2003年發射的兩臺姊妹火星車勇氣號和機遇號，好奇號的長度是前者的兩倍、重量達到了五倍之多。但是好奇號上的許多設計都繼承自諸多前輩，包括六輪驅動技術、搖臂轉向懸掛系統、以及前置機械臂相機等，可以幫助地球上的科學家們選擇探索目標和前進路線。
　　根據戈達德空間飛行中心的科學家亞歷山大·帕夫洛夫介紹：“在火星圍繞太陽公轉時，不斷受到小流星和星際塵埃粒子的撞擊，其中就存在著大量的有機物。隨著時間的推移，這些有機物就會積累在火星表面。”美國宇航局的火星科學實驗室是最新、最大的火星登陸探測器，雖然好奇號沒有配備鏟子工具，但是擁有小型鑽探器，可以現場收集、存儲和分析火星地表下三英寸的岩石和土壤樣本。
　　過去的火星登陸探測器只收集較為疏松的表層土壤，由於這些土壤直接暴露在宇宙射線中，使得檢測到有機分子的可能性微乎其微。科學家們此前對火星有機分子存在深度的課題進行研究，主要焦點集中在最大深度上，大約位於火星地表下1.5米的深處，即5英尺。這個深度擁有較為良好的宇宙輻射環境，有利於有機分子的生存，甚至可以封存數十億年之久。尤其位於年輕的撞擊坑中，這裡擁有更好的環境來保存復雜的有機分子。

happyguy321 · 發表於 2012-7-31 16:32:26

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好奇號登陸火星倒計時設備齊全性能遠超過前輩
據美國物理學家組織網報道，不久之後，一位特殊的地質學家便將登上火星，開始冒險之旅。它長有6條腿，1條胳膊。它沒有腳，利用金屬輪移動，厚度只相當於紙板。它的大腦長在肚子裡面，能夠消化和分析火星岩石樣本。它的早餐是?，用於進行發電。這位地質學家就是美國宇航局最新的火星車“好奇”號。

　　充當科學家的眼睛耳朵

　　“好奇”號重達1噸，外形好似一只獨臂祈禱螳螂。它是迄今為止派往另一顆星球的最先進的機器。如果一切按計劃進行，“好奇”號將於8月5日(北京時間8月6日13時31分)在火星表面著陸，幾天後踏上勘探之旅。這輛火星車將成為一支由大約350名科學家組成的國際小組的眼睛和耳朵。它將爬上一座3英裡(約合4828米)高的高山收集證據，幫助科學家揭開長久以來困擾他們的謎團——在更溫暖更濕潤的過去，火星上是否曾孕育出生命？現在是否能夠支持生命存在。

　　“好奇”號裝有10個科學儀器，任務就是解答這些疑問。它能夠朝著岩石發射激光，了解岩石的構成；能夠拍攝火星地貌的高清晰視頻，而後將畫面傳給地球；還能夠利用鑽頭鑽進岩石，尋找生命形成所需的有機化合物。噴氣推進實驗室的項目工程師邁克爾-瓦特金斯表示：“它是一臺令人興奮的機器。”

　　“好奇”號任務科學載荷負責人傑夫-西蒙斯稱：“形象地說，它就是一位野外地質學家和天體生物學家，通過遠程遙控在火星上執行考察任務。”“好奇”號在噴氣推進實驗室設計制造。這輛火星車的正式名稱為“火星科學實驗室”，數百名科學家和工程師歷時7年多時間制造。在征集名字活動中，一名6年級女生所起的“好奇”最後脫穎而出。

　　乍一看，你無法將“好奇”號與地質學家聯系在一起。但如果仔細觀察，你就會發現自己大錯特錯。這輛火星車擁有與人類相似的感覺功能，同時攜帶了地質學家在野外考察時必備的工具，其中包括鑽頭、透鏡成像儀和幾套“眼睛”(視覺系統)。此外，它還安裝了一些新奇的設備。在地球上，你只能在實驗室看到這些設備的身影。

　　性能遠超前輩

　　1997年，宇航局首次派遣火星車“旅居者”號勘探火星。與這位23磅(約合10公斤)重的老前輩相比，“好奇”號要先進得多。“旅居者”號在火星上總行程只有325英尺(約合100米)，所到的最遠處距離登陸點也不超過40英尺(約合12米)。“好奇”號的行進距離將超過12英裡(約合19公裡)，進入蓋爾隕坑中部，攀爬夏普山，在一個火星年內收集多個岩層的樣本。一個火星年相當於687個地球日。

　　“好奇”號的重量接近2000磅(約合907公斤)，遠遠超過“機遇”號和“勇氣”號，後者的重量為400磅(約合181公斤)左右，於2004年登陸火星。理論上，“機遇”號和“勇氣”號的最大時速可超過大約150碼(約合每小時137米)。與這兩位前輩相比，“好奇”號所要勘察的地帶地形更為復雜。西蒙斯表示：“‘好奇’號的體積較大，這是一個非常不利的因素。”

　　“機遇”號和“勇氣”號的構造相對簡單，因為它們的任務是尋找水存在證據。現在，它們已經完成使命，有關火星的更為復雜的問題留給“好奇”號解答。“好奇”號高7英尺(約合2.1米)，寬9英尺(約合2.7米)，長10英尺(約合3米)。它裝有大量攝影機和照相機，粗電纜蜿蜒穿過金屬外殼。它的長手臂能夠抓握各種工具，例如用於收集土壤樣本的鏟子，用於鑽入岩石的鑽頭，用於分析微觀結構的鏡頭以及一個可以壓在岩石上，品嘗裡面化學物質的“舌頭”。

　　由於“好奇”號的儀器能耗較大並且經常同時運轉，因此，它不能像前輩一樣僅靠太陽能電池板供電。為了滿足用電需求，這輛火星車采用核能發電，即利用放射性?衰變產生的熱量發電，可以持續產生110瓦電力。為了盡可能降低重量，“好奇”號的一些裝置和設備在設計上均力求簡練。

　　設備齊全應有盡有

　　與地質學家一樣，這輛火星車需要擁有敏銳的眼力。“好奇”號的桅杆上裝有兩臺彩色攝影機，用於拍攝火星地貌的3D彩色畫面，而後將畫面傳給地球。這個桅杆相當於它的腦袋和脖子。其中一臺攝影機主要負責掃視遠處的地貌，另一臺負責近距離觀察地貌、岩石、土壤和可能發現的霜。

　　地質學家會利用手持放大鏡仔細觀察岩石和土壤，“好奇”號也是如此，同時設備更為先進。這輛火星車的長臂末端裝有一個1.5英寸(約合4厘米)寬的透鏡成像儀，能夠拍攝小到12.5微米的岩石細節特征照片。此外，這臺成像儀還可以向岩石發射紫外線，探測碳酸鹽和其他化學沈積物。如果存在這些物質，說明可能有水流過。地質學家會利用地質錘敲開樣本進行分析，“好奇”號的地質錘是一個鑽頭。此外，它的體內還有一個實驗室，用於分析樣本。利用鑽頭鑽入岩石後，“好奇”號會收集粉末狀樣本，而後送入體內的實驗室，利用兩臺儀器分析樣本構成。

　　“好奇”號裝有一臺由3個工具構成的裝置，分別是質譜儀、氣相色譜儀和雷射光譜儀。質譜儀利用磁場分離離子化元素，氣相色譜儀根據化學物質受熱後的蒸發速度對其進行分類，雷射光譜儀通過向粉末狀岩石樣本發射激光，而後對光線“指紋”進行分析以確定化學構成。科學家希望“好奇”號能夠發現對生命至關重要的碳、氮、氫和氧元素。

　　為人類登火打前站

　　“好奇”號的另一個實驗裝置利用X射線，通過向樣本發射X射線觀察將產生何種電磁“指紋”。射線從樣本反射後能夠產生可以辨認的光影信號，進而獲取與樣本有關的信息。這些測試將幫助確定岩石中的礦物構成，包括可能含有有機化學物的礦物。“機遇”號項目組成員、噴氣推進實驗室的科學家馬特-格洛伯克表示：“地質學家的關注焦點是礦物質。如果能夠了解礦物構成，我們就能確定岩石的類型以及如何形成。”

　　通過發射激光和分析被命中的塵埃的光信號，“好奇”號能夠從23英尺(約合7米)遠的位置分析礦物。如果沒有得出任何發現，“好奇”號繼續前進。這一點非常重要，因為“好奇”號的移動速度非常緩慢。西蒙斯表示，絕大多數任務——例如分析遠處的目標，移動手臂以便讓儀器對准目標岩石進行分析，而後采集樣本——需要歷時幾天時間。

　　為了幫助宇航員實現將人類送上火星的這一終極目標，“好奇”號將測量轟擊這顆紅色星球的中子、伽馬射線、高能離子和其他粒子，這些粒子可能對未來登陸火星的宇航員的安全構成威脅。“好奇”號項目首席工程師羅布-曼寧表示，這輛火星車在距地球數百萬公裡的火星上執行任務，科學家必須充分信任它的能力。他說：“我們必須信任‘好奇’號，相信它能夠完成既定目標。”