火星车( 六 ) _生活百科

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“好奇”号火星车据航天新闻网报导，用于MSL的核反应器由美国能源部研製，核反应器动力通过钸衰变时获得，因此火星车动力源可以在火星表面上维持一年或一年以上的研究。另外，MSL还安装有太阳能电池，太阳能电池有助于整个使命的完成。11月27日讯息，美国宇航局的新一代火星探测器——火星科学实验室（MSL，即“好奇”号火星车）已经于美国东部时间10:05（台北时间23:05）在卡纳维拉尔角航天中心由一枚宇宙神-V 541型大推力运载火箭成功发射升空，发射后42分47秒，测控信号显示星箭分离成功，“好奇号”被成功送入飞向火星的轨道。接下来它将独立踏上漫漫征程，直到明年8月份登入火星表面。这一探测器重达1吨，是有史以来人类送往另一颗行星的最庞大，最複杂的设备。光荣使命好奇号在本质上就是一台先进的移动实验室，美国宇航局对它寄予厚望，科学家们希望它能帮助查明火星是否在地质历史上曾经存在过可以让微生物生存的宜居环境。为此，好奇号携带了大量迄今被送往另一颗行星表面的最先进设备，其科学载荷的重量超过了以往任何一次火星车载荷的10倍以上。它将使用机械臂从地面铲挖土壤样本，并使用钻头钻入各类岩石内部取样并送入其“车载”实验室进行精密化验。藉助精确着陆技术，好奇号能得以在经过精心挑选的最具科学价值的地区降落。根据计画，在其着陆后的23个月内，它将对数十个样本进行化验。更大的载荷量对于科学家们来说当然是好事一桩。但是工程师们就犯难了：他们必须保证这辆大个子火星车能够在火星表面形式足够远的距离抵达科学家们希望进行探查的地点，同时还要在火星漫天黄沙和极端低温环境下保持“体温”并为各种设备供电。它的前辈勇气号正是由于太阳能帆板被沙尘覆盖，又面临火星严酷的冬季低温环境而永远无法甦醒过来了。但是好奇号将可以应对这种情况：它是第一辆採用了“核动力驱动”的火星车。具体而言，好奇号使用了由美国能源部提供的“多任务放射性同位素热电发生器”(MMRTG)，其中装有4.8公斤的放射性物质二氧化钸用于能源供应。这并不是好奇号所使用的新技术，而是在过去40多年中早已被广泛套用于行星际探测的成熟技术，如1977年升空的，现在已经飞到太阳系最边缘的两颗美国旅行者号探测器，以及2006年升空，飞往冥王星的“新地平线号”探测器等等，都使用了类似的核动力技术。採用核动力供电方式将让火星车彻底摆脱对阳光的依赖，并大大延长其在火星表面的工作寿命。创新型的着陆系统另一个让工程师们苦恼的问题在于，好奇号重达1吨，而之前的勇气号和机遇号火星车的重量仅有170公斤左右。2004年，勇气号和机遇号分别在火星的南北半球採用降落伞配合气囊弹跳的方式成功登入火星表面展开考察工作，其中的机遇号甚至工作至今。但是好奇号让工程师们面临完全不同的课题：它太重了，无法再使用气囊弹跳的着陆技术，必须开发新的着陆方式。于是工程师们设计了一种喷气式的，类似UFO一般的悬浮平台，当进入火星大气层时它和好奇号一起紧紧挤在隔热罩内部，随后降落伞打开进行减速，当接近地面上空时降落伞脱落，悬浮平台启动，下面挂着好奇号进行悬浮飞行，在这一过程中还可以进行最后的地形位置修正，随后悬浮飞行器慢慢降低高度，轻轻地将好奇号安放在平坦的火星表面。跳跃式火星漫游车最近，美国科学家利纳和兰迪斯又设计了一种新颖的火箭发动机，它能利用火星大气製造出燃料，安装这种发动机的“跳跃式火星漫游车”可以进入非常複杂的地形进行考察，可以穿越峡谷、跃过悬崖，它可以在任意地方着陆进行探测。当它在某一地点进行探测时，燃料製造系统就自动利用火星大气来製造燃料，接着又跳到另一个探测地点工作。跳跃式火星漫游车一下子能跳多高、多远？这与它在一个地点停留的时间有关，因为这时它要製造燃料，停留时间越长，製造出的燃料就越多。停留50天，可跳500米远、300米高；停留68天，可跳1000米远，400米高；停留100天，可跳2000米远，600米高；停留155天，可跳4000米远，800多米高。也就是说，这种跳跃式漫游车可以穿越任何峡谷和跳过任何悬崖。火星大气中有95%是二氧化碳，将它分解成一氧化碳和氧，就能作为火箭发动机的燃料。一氧化碳可以在氧中燃烧释放足够的能量，但需要用氢作催化剂。由于火星大气中含有少量的水，可以分解出氢，所以这种漫游车的燃料以及催化剂都可以在火星上自产自用，自给自足。NASA2020年发射新型火星车据英国每日邮报报导，目前，美国宇航局透露称，现已开始準备建造新一代火星探测车，它被命名为“火星车2020”，将负责调查分析适宜微生物生存的火星远古环境，探索火星岩石中存在远古生命的证据。同时，“火星车2020”将採集土壤和岩石样本，在未来太空任务中送回地面进行分析。经过大量审核过程以及重要技术发展，美国宇航局表示现已準备进行最终设计和建造阶段。预计2020年夏季发射升空，2021年2月抵达火星。美国宇航局科学任务理事会代理副主管杰弗里-约德(Geoffrey Yoder)说：“‘火星车2020’是挑选和封存火星岩石和土壤样本至地球的多样化太空任务的第一步，该任务标誌着美国宇航局火星之旅实现的一个重要里程碑事件，有助于确定是否生命存在于火星，促进传送人类至火星目标的实现。”为了减少危险和降低成本，火星车2020从外观上更像六轮、1吨重量的“好奇号”火星车，但是它将装配一组新的科学仪器设备，前所未有地提高探索火星的能力。例如：该火星车将首次调查研究易用和可用性火星资源，其中包括氧，能够为人类火星任务做好準备。火星车2020将携带一个完整的新子系统，用于採集火星岩石和土壤样本，子系统设备包括：机械手臂上的岩芯钻和试样管架。大约30%的试样管将存放在选定地点，未来样本取回任务中送至地面进行分析。在地球实验室里，这些火星样本将用于分析火星远古时期生命存在的迹象，以及未来人类任务中的潜在健康危害因素。新火星车的项目总成本预计在15 亿美元左右，其大部分设计和製造技术将与“好奇号”类似，着陆方式也将与“好奇号”相同。美国航天局表示，使用已证明的方式和技术旨在儘量确保火星车顺利着陆，从而压低成本和风险。与个头较小、质量较轻的早期火星着陆器，包裹在气囊内硬生生地落在火星表面不同，质量为900 多千克的“好奇号”于2012 年8 月6 日藉助由火箭提供动力的、名为“天空起重机”的助降系统缓缓着陆。从进入火星大气层到着陆的7min 内，“好奇号”时速骤然降至零，由于难度高、风险大，美国航天局称之为“恐怖7 分钟” 。美航天局表示，新火星车项目是朝着2030 年代将太空人送往火星目标迈出的又一步，不过科学家目前尚未确定新火星车的探索任务。根据欧巴马政府2010 年公布的太空战略，美国将以火星为太空探索的新目的地。美国航天局将在2025年后，将太空人运送至低地轨道以外的天体如小行星，到2030 年代中期，将美国太空人运送至火星轨道。我国的火星探测计画2020年左右，我国将发射首个火星探测器，一步实现“绕、落、巡”探测任务。我国首个火星探测器的轨道器工作时间约为一个火星年，相当于地球上的两年。火星车设计寿命为3个火星月，相当于地球上的92天。火星车装有4个太阳能电池板，搭载了13台（套）科学载荷，包括不同解析度的火星遥感相机、能探测火星浅层结构的浅层雷达等，将探测火星的形貌、土壤、环境、大气，研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构。为了规避火星极端天气的影响，我国火星车不仅设定了自主休眠和自主唤醒功能，还将使用独立自主地打造的多项“黑科技” 。例如，火星车使用的热控材料是新型保温材料——纳米气凝胶，因为火星表面有稀薄的大气，必须针对这一特殊的太空环境採用新的保温材料。纳米气凝胶很轻，有非常好的隔热性能。此外，火星车还採用了铝蜂窝夹层、铝基碳化硅、複合纤维材料等多种新材料。我国火星车使用太阳能供电，从光照角度考虑，最理想的工作地点是火星赤道附近。但火星赤道附近地形複杂。综合考虑多方因素，我国火星探测着陆区初步选定在火星北纬5°至39°一带。