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毅力与匠心号将在火星上做什么?

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经过近七个月的飞行,美国毅力号漫游车和独创号无人机 登陆 在火星上他们会在红色星球的地表做些什么有趣的事情呢?

与毅力号火星车着陆相关的最初情绪已经存在 平息 是时候了解他未来几个月的逗留计划了,从长远来看,也许是几年。 那么让我们仔细看看着陆点和火星车寻找火星生命踪迹的路线,看看它会执行什么任务。

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毅力漫游者

虽然漫游者似乎并不是什么新鲜事物,但毅力号实际上只是这颗红色星球历史上的第五辆漫游者。 旅居者曾经在那里降落, Oppo责任感、精神和好奇心。 就是这个。

毅力漫游者

到目前为止,唯一成功向火星运送功能性漫游车的国家是美国。 然而,这可能很快就会改变,因为10月1日,中国首个火星探测器天问一号进入了环绕这颗红色星球的轨道。 船上(当然)是第一辆中国漫游车,大约三个月后它将与它分离并尝试降落在地球表面。 如果成功,中国将成为历史上第二个将机器人送上火星的国家。

毅力漫游者

但今天我们的故事是关于毅力号漫游车的,它是迄今为止到达火星表面的最大(3×3×2 米)和最先进的设备。 在许多方面,该设备与其前身——好奇号相似。 然而,它更庞大,装备也更好。 船上有空间可容纳多达 23 个摄像头、两个麦克风、一个两米长的专用机械臂和七台科学仪器。 整个装置重约1吨。 流动站将由 MMRTG 发电机提供动力,其能源是 5 公斤钚 238。

该设备将能够以高达每小时 152 米的速度行驶。 虽然这个速度在地球上并不令人印象深刻,但在火星上它将成为历史上最快的交通工具。 多亏了这一点,在接下来的几年里,漫游者将能够探索河流的前三角洲,然后是陨石坑的底部,最后是它的边缘。 更多内容请见下文。

毅力号上还有一个先进的钻机,它不仅可以钻入各种岩石,还可以从中采集样本,将它们包装在特殊的钛制小瓶中,严密密封,然后留在行星表面。 船上有 43 个这样的小瓶。

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作为计划于 2026 年发射的下一次任务的一部分,另一辆火星车将收集所有来自毅力号的样品,总重约 0,5 千克,将它们运送到一个小型火箭的容器中,然后依次, 将把它们送到环绕火星的轨道。 在那里,欧洲太空探测器将等待容器,收集样本包后将其运送至地球。 这将是首次将土壤样本从另一个星球运送到地球的任务。 但是,我们将不得不等待很长时间。 科学家们建议,这些样本可以在 2031 年左右返回地球。

由于可能检测到前世的痕迹,样品瓶完全无菌,由纯成分制成。 只有这样,科学家们才能确定小瓶中潜在的生命痕迹实际上来自火星,而不是火星车从地球上捕捉到的。 任务团队工程师说,毅力号是一名从地球送到火星的自动化天体生物学家。

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有关 Perseverance 着陆点的更多详细信息

从一开始这里就有很多有趣的东西。 火星探测器进入深度睡眠 Opportunity 已经克服了一个叫做……毅力的火星山谷。 然而,名称的相似性并不意味着毅力号火星车将探索这个特定区域。 实际上,火星上的探测器着陆点非常不同。 毅力号是最接近欧洲 Beagle 2 模块着陆点的,该模块于 2003 年到达火星表面,但发生故障,从未接触过。 但令人怀疑的是,在不久的将来,一辆新的漫游车是否能够到达并研究欧洲登陆队的遗骸。 毕竟是几百公里。

下面这张您可能已经熟悉的地图显示了所有火星任务的着陆点。 你可以看到这些是地球赤道上稍微偏北或偏南的地方。 为毅力号任务选择的着陆点被认为是地球上最有趣的着陆点之一。

以前的火星任务

漫游者降落在流入湖泊的河流的史前三角洲(大约 3-4 百万年前),填满了湖泊火山口。 坚持不懈探索的正是这个“河口”,实际上是它的遗迹,它将以某种方式继续“逆流而上”的旅程。

让我们从更广阔的角度来看一下着陆点。 火山口湖位于几个地区的交界处。 一个大的震荡盆地,一个山区和一个曾经是火山活动的地方。 从欧洲火星快车宇宙飞船拍摄的照片显示了比例尺和说明文字。 插图显示了陨石坑的特写镜头和漫游者的大概着陆点。

毅力的着陆点

陨石坑的第二张照片与我们给你看的其他照片旋转了 90 度,但它是 3D 立体照片,所以如果你有那种类型的眼镜,你至少可以体验一点火星上的三维空间。

毅力的着陆点

基于 NASA 和 ESA 照片,与 JPL 和 DLR 合作创建 交互式地图, 它以三维图像的形式向我们展示了 Jezero 陨石坑、其周围环境和最有趣的地方。

该地图有多个信息图层。 例如,您可以同时查看深达 250 米的湖泊的水位。 等高线使您更容易在海拔高度上定位自己,但如果它们打扰您,您可以将其关闭。 图像可以放大和缩小。

毅力的着陆点

“气球”从研究的角度展示了最有趣的地方,但并不是所有的地方都会被毅力号访问。 该地图显示了水流入湖泊的三角洲和排水沟(右)。 结论是这不是一个死水库,所以该地区是寻找过去生活痕迹的好地方。

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毅力计划路线

流动站本身的路线可能会根据先前研究的结果而改变。 如果对陨石坑中沉积物的分析结果特别有趣,火星车将在那里停留更长时间。 然而,根据仔细分析从轨道拍摄的照片选择的计划行进路线如下图所示。

毅力计划路线

照片马赛克是使用 MRO 探针相机制作的。 在中心附近可见的贝尔瓦陨石坑直径为 1 公里。 众所周知,漫游者将探索史前河流 Neretva 的三角洲,Neretva 是可能流入火山口湖的两条河流之一。 您可能已经注意到,火星这个区域的地名与地球上位于欧洲的地名有关,在波斯尼亚和黑塞哥维那(Jezero,同名河流)。

毅力计划的路线(以绿色突出显示)旨在探索一个古老湖泊的各种遗迹,以及过去生命的痕迹,至少是一种微生物形式。 这些微生物可以在非常恶劣的环境中生存,所以即使火星从来不是天堂,至少这种生命形式可以栖息。

毅力与匠心号将在火星上做什么?

正如我们已经知道的那样,毅力将比地面控制更独立 Oppo单位。 流动站还可以在白天覆盖更长的距离。 标志着前湖岸边的火山口斜坡高度约为 610 米。 然而,这个高度可以与攀登的夏普山的高度相提并论 Opportunity,不要被愚弄 - 毅力之轮滚动的区域将比其老大哥的情况更加困难。

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为什么正好向上而不是相反?

乍一看,可能会奇怪为什么火星车降落得更低,现在又要升起来,这是怎么回事? Oppo单位。 为什么不能降落在对面,在顶部? 做出这个决定有几个原因。 一方面,降落在山上比在山谷里要危险得多,往下走也有风险。

火星表面

此外,与从上到下移动相比,流动站向上移动有机会遇到研究兴趣点,这些地方通常更古老。 NASA 表示,毅力号的火星之旅及其上升将是一次穿越时空的旅程。 也就是说,许多发现和发现等待着我们。

一架无人机飞越火星表面

这一次,另一台设备——Ingenuity 直升机——与火星车一起飞往火星。 他唯一的任务是查明是否有可能在火星极其稀薄的大气层中飞行。 无人机的机身呈平行六面体形状,不比排球大,末端有两个旋翼,这个结构由四个细腿支撑。 整个设备的重量略高于 2 公斤。 转子以惊人的 2400 rpm 的速度向相反的方向旋转,这将使它能够在非常稀薄的大气层中翱翔在火星表面上方。

在它被放置在火星表面并且探测器移动到安全距离后,工程师们计划进行五次短途飞行。 最长的计划飞行时间约为 90 秒。 最大飞行高度约为 5 米,无人机的最大飞行距离约为 50 米。 所有测试都将使用 Perseverance 相机在安全距离内进行记录和拍照。

创造力

虽然,正如工程师们所承认的那样,Ingenuity 的任务很有可能会很快结束。 还没有人尝试将任何设备飞越另一颗行星的表面。 此外,困难在于,由于距离和信号到达地球的相关延迟,所有航班都将完全自主。 这意味着无人机将要自主起飞、飞行、选择降落地点并安全降落。 因此,事情可能不会按计划进行。

创造力

如果第一次飞行失败,那就太糟糕了。 虽然,直升机任务的失败不会对火星车的主要任务产生负面影响。 然而,如果火星表面的一次、两次或三次飞越成功,未来任务的潜在好处可能是巨大的。 确认能够飞越火星表面可能意味着未来的火星任务将驾驶更先进的无人机,这些无人机可以到达漫游者无法到达的地方。 例如,此类设备可用于定位和选择最适合发送流动站的地点。 悬崖边缘或山另一侧的鸟瞰图可以让科学家验证漫游者或其他研究设备是否真的应该前往那里,或者是否选择另一个位置。

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流动站和无人机的行动计划

在接下来的 30 天内(大约 月中旬),毅力号将进行广泛的测试和状况检查,为地面旅行做准备。 解锁所有摄像头后,我们终将获得杰泽罗陨石坑的第一张真实照片。

毅力

火星北半球的春天已经开始,但这并不意味着温度就会舒适。 夜间可降至-90摄氏度。 NASA 工程师需要考虑到这一点,并根据情况协调他们的行动。

任务的第一阶段将是我们上面谈到的 Ingenuity 无人机的发布。 众所周知,它的电池和电子设备在着陆后工作正常。

创造力

这将发生在火星车登陆火星后的最初几十天( 月至 月)。 也许越快越好,因为直升机悬挂在火星车底部。 然而,这不会是一个快速的操作,而是更像是通过仔细准备每个镜头来制作慢动作电影。 因此,到达预定飞行地点后,无人机可能需要数天时间才能准备就绪。

Ingenuity 号的任务将持续 31 天。 在此期间,它旨在展示在火星上操作飞机的可能性,这对于科学任务和人类未来在火星上的逗留都非常重要。 此外,有史以来第一张火星照片将在低空拍摄,即距地表约 3-5 米,距离指定着陆点 50 米。 每次飞行不应超过 90 秒。

毅力

毅力号随后将专注于其任务的主要阶段,该阶段将至少持续一个火星年,或大约两个地球年(687 天)。 在此期间,火星车将探索河口和陨石坑内的地表。 之后,将开始一个漫长的上升阶段。 这部分任务的持续时间完全取决于漫游者的耐力和性能,以及美国宇航局将在地球上获得的适当资金的可用性,以继续执行任务。

火星上的氧气生产

作为MOXIE实验的一部分,科学家们想要测试在电解过程中从二氧化碳中获取氧气的技术。 假设 MOXIE 设备每小时能够产生 10 克氧气。

摩西

这个实验的结果将能够告诉我们很多关于未来载人火星任务的可能性。 MOXIE在前三十天会被激活三次。 在整个任务期间,在一天中的不同时间和季节安排了十种不同的氧气生产测试。

样本采集是火星样本返回计划的一部分

然而,火星探险的主要任务仍然是从行星表面收集样本。与它的前身好奇号一样,我们的火星探测器将寻找各种岩石进行采样。在某个时刻,流动站收集的样本将被沉积在表面储存。这让人想起ERC(欧洲漫游车挑战赛)期间必须执行的任务之一——拾起“毅力”号携带的、铺设在沿途多个地方的集装箱管,然后将它们移至起点。

火星样品返回

这些样本的位置将从火星轨道以一米的精度进行跟踪。 样品将包含大约 15 克从岩石上切下或从地表采集的材料。 未来,作为仍处于概念阶段的样本返回计划的一部分,车辆将抵达红色星球以取回样本并将其送回地球。

毅力

如您所见,NASA 工程师制定了宏伟的计划。 火星车成功着陆的步骤已经完成,现在我们热切地等待进一步的结果。 一切都将取决于 Perseverance 开发团队的成功。 将来,我们一定会在我们的网站上详细告诉您一切。

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Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
喀尔巴阡山脉之子、不为人知的数学天才、“律师”Microsoft,实用的利他主义者,左右
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1 评论
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Vladislav Surkov
Vladislav Surkov
3年前

事情是这样的……但我以为他们飞到那里纯粹是为了在社交网络上发布图片和视频:)