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美国宇航局NASA“毅力号”火星车成功登陆火星 并发回第一张火星图像

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美国宇航局NASA“毅力号”火星车成功登陆火星 并发回第一张火星图像

第二张照片

美国宇航局NASA“毅力号”火星车

美国宇航局NASA“毅力号”火星车

“毅力号”携带的“才智号”

“毅力号”携带的“才智号”

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(辛雨):经过数十年的科学探索、8年的计划和6个月的飞行,美国宇航局(NASA)决定将“毅力号”火星车送上火星表面。如果着陆成功,“毅力号”将在火星上钻探和收集样本,并将它们带回地球。但在钻取泥岩之前,这辆耗资27亿美元的火星车必须首先在杰泽罗火山口安全着陆。数十亿年前,那里有一个湖泊和一个河流三角洲,是寻找生命的“吉祥之地”。

在此期间,除了等待,别无他法。NASA喷气推进实验室工程师将向火星车发送一个简单的命令:“执行EDL。”火星车便开始进入、下降和着陆过程,包裹在隔热罩和后壳中的探测器则向火星疾驰而去。着陆顺序与2012年着陆的“好奇号”火星车相同。

“我们正朝着想要的方向前进。”NASA喷气推进实验室项目负责人Jennifer Trosper说。

美国东部时间2月18日下午3点27分,火星车将与运送它到火星的巡航系统分离,以高超音速进入稀薄的火星大气层。等到进入火星着陆点范围内,“毅力号”会展开降落伞。降落伞展开20秒后,防热罩将弹射出来,安装在火星车腹部的雷达和摄像机就可以寻找地面隐藏的危险。继而,通过与由火星轨道飞行器绘制的高分辨率地图进行比较,火星车将确定自己的方向。在火山口的悬崖、沙丘和巨石中找到一个安全的避难所后,火星车和它的空中起重机将与降落伞分离。

下午3点55分左右,空中起重机将以每小时2.7公里的速度落下,在距离地面20米时,将火星车降落到地面。如果火星车在预期着陆点着陆,它将会发现自己“凝视”着一个70米高的泥岩悬崖,这是杰泽罗三角洲化石的边缘。在几分钟内,火星车就可以透过摄像机上覆盖的灰尘窥见前方和后方的地面。安装在飞行器上的麦克风和摄像机将首次捕捉到着陆时的景象和声音。

安全着陆后,火星车将开始挖掘30多个岩石和土壤样本,并将它们储存在无菌试管中,以供后续任务采集。大约38亿年前,更厚、更温暖的火星大气允许水在表面流动:一条河流穿过Jezero陨石坑,几乎填满了陨石坑边缘,它可能是微生物进化的好地方。

尽管“毅力号”装备了一系列科学仪器,但它不太可能发现过去生命的迹象。这些样本将被送回地球进行分析,帮助研究人员探索火星地质和气候历史,以及生命在这些条件下进化或不进化的原因。

相关报道:美国“毅力号”成功着陆火星,它要入陨石坑的四个具体任务目标

(神秘的地球uux.cn报道)据中国航天报:北京时间2月19日凌晨4时55分,美国“火星2020”任务中的毅力号火星车经过6个多月的飞行,成功着陆在火星表面的杰泽罗陨石坑,正式开启探测之旅。虽然美国毅力号火星车是今年火星三国演义(阿联酋、中国、美国)中最后抵达火星的探测器,但却是最先降落在火星表面的航天器,这也是美国送往火星的第五辆火星车,也是迄今为止最复杂的火星车。

降落法与“好奇号”相似

作为美国宇航局耗资27亿美元的“火星2020”任务的绝对主角——毅力号火星车的着陆方式和好奇号火星车在2012年8月着陆火星的方式一样,包括降落伞、下降飞行器和一种被称为“天空起重机”的方法。

在着陆前的最后几秒钟,用一个火箭反推悬浮的天车,把火星车吊挂着放在地面上。这种着陆系统的发明,让人们可以在火星表面着陆一个非常大、非常重的探测器。

当然,“毅力号”也不是完全沿用“好奇号”的着陆技术,而是采用了一些新技术,可以达到更高的导航精度和更丰富的数据回传。

为此,“毅力号”的科研团队采用了新方法,让它降落到尽量接近目标区域的位置。这项技术称为“距离触发”,可以把椭圆形预定着陆区的尺寸减小50%以上。

“距离触发”技术的关键,是选择合适的时机来释放下降飞行器的降落伞。早期的任务中,探测器会在火星大气中摩擦减速,达到预期速度后尽早开伞。“毅力号”则不然,它会根据探测器相对于预定着陆位置的距离开伞。如果探测器有可能错过目标区,就要提前开伞;如果可能无法抵达目标区,就要错后开伞。

地形相对导航技术和我国嫦娥四号探测器所采用的降落导航技术有相似的地方。“毅力号”特别适合地形复杂、有陡坡和大块岩石、比较危险的地方。

它的工作原理很容易解释:首先是绕着火星飞行的探测器拍摄和绘制了着陆地点的地图,把可能的风险都标注出来。这张地图会存储在“毅力号”的电脑里。开伞后,“毅力号”会打开相机拍摄火星地面情况,把实际看到的地表与存储的地图进行对比。如果“毅力号”发现自己正向着危险地表接近(判断范围大约是300米边长的区域),可以改变方向,选择一个更加安全的区域降落。

性能强大的“毅力号”

目标一:寻找可居住性,发现在火星远古时期可能支持微生物生存的环境中形成的岩石,或被微生物改变的岩石,确定火星过去确实存在着能够支持微生物生存的环境。

目标二:寻找生物特征,在那些适宜居住的环境中寻找可能存在的远古微生物迹象,特别是在那些能长期保存生命迹象的特殊岩石中。

目标三:暂存样本,从大约30个有希望找到生物痕迹的岩石和表土目标上钻取样本,并将其存储在火星表面的具体位置。

目标四:为载人登陆做准备,测试从火星二氧化碳大气中产生氧气的能力。火星大气非常稀薄,而且二氧化碳含量高达96%。人类肯定不能直接呼吸火星大气,但二氧化碳的存在,让人们看到了制取氧气的希望。假如能够用火星大气制氧,未来的火星基地就可以自己解决呼吸问题,还可以支持更大规模的火星科考与资源开发。

能在石头上打眼的冲击钻

在火星表面作业中,“毅力号”的主要工作是在石头上打洞。具体分为以下几个步骤:

第一步:找到有价值的岩石。科研人员特别希望能找到在水中形成或被水改变的岩石。水是生命的关键,如果这些岩石含有有机分子,那就更有趣了。

第二步:采集岩样。一旦科研人员确定了一个感兴趣的岩石目标,“毅力号”就会动用钻机,钻出一个核心样本。钻机的原理和我们在地球上给空调打孔的水钻一样,但考虑到“毅力号”的承载能力和发电功率都很有限,而且也不可能加水冷却及润滑,它的钻取深度只有2英寸(大约5厘米)。

第三步:密封岩石样本。岩芯样品钻取下来后,就要放进预先清洗过的样品管里,盖上盖子。按照地球上岩石的密度计算,每个样品重约半盎司(15克)。

第四步:携带样品。存好样品后,“毅力号”会把管子插进自身携带的一个储存架上,然后带着它继续行进,直到任务小组在火星表面选好一个临时存储位置为止。因为这些样品来之不易,所以任务小组把这些临时位置称为“战略位置”。

最后一步:保存样本。将火星样本放在火星表面的一个位置,等待2022年美国宇航局发射另一个探测器到火星。这个探测器具备从火星表面起飞的能力,它会找到“毅力号”存放样品的地方,把它取走带回地球。

与众不同的机械臂

钻探工作的主角是“毅力号”的机械臂。这条2.1米长的机械手臂可以像人的手臂一样运动。它有肩膀、肘部和手腕关节,保证了最大限度的灵活性。这只手臂可以让火星车像人类地质学家一样工作,用“手”或转塔握住和使用科学工具。火星车的“手动工具”可以从岩石中提取岩芯,拍摄显微图像,分析火星岩石和土壤的元素组成和矿物组成。

这条机械臂有5个自由度,是通过名为“旋转执行器”的微型马达实现的,这5个自由度是肩关节、臂关节、肘关节、腕关节和转塔关节。

手臂末端转塔就像一只手,可以握持相机、矿物和化学分析仪,用来研究火星过去的可居住性,并选择最具科学价值的样本进行储存。

能在火星上起飞的“机智号”

除“毅力号”本身外,它还携带了1架名为“机智号”的小型直升机,能够对火星车着陆区域附近进行空中侦察。一旦成功,“机智号”将成为人类首架在其他行星上飞行的可控飞行器。

“机智号”的命名来自美国亚拉巴马州高中生瓦尼莎·鲁帕尼,最终被美国宇航局选中。

据悉,只有1.8公斤重的“机智号”,并未配备科学仪器。它由两个反向旋转的螺旋桨提供升力,旋转角速度为2400转/分钟,水平移动速度10米/秒,爬升速度3米/秒。“机智号”将在一个月的试验行动中开展一系列短时飞行任务。

美国宇航局表示,若获成功,“机智号”有望为未来利用旋翼飞机对火星开展广泛的空中探测铺平道路。

相关报道:Swati Mohn:NASA“毅力号”历史性火星登陆背后的明星

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,NASA的“毅力号”探测车已经成功在火星表面登陆。而Swati Mohan则是此次任务成功的功臣之一,据悉,她是NASA Mars 2020任务的指导和控制操作负责人,这意味着她基本上要肩负起确保携带“毅力号”的航天器朝着正确方向前进的责任。

Swati算是NASA的一名老兵,她此前是“卡西尼号”任务团队的一员,从2013年开始她就加入了Mars 2020团队。

当Swati走在世界各地,让航天器从每小时超过1.2万英里的速度减速,在一个古老的陨石坑软着陆的步骤中,她的明星开始在社交媒体上闪耀。莫汉一岁时从印度移民到美国。在任务控制中心,她戴着面具,平静地宣布“毅力”号旅程的每一步,额头上可以看到一个bindi。

身处伦敦的Anuradha Damale在Twitter上发文写道:“我在上小学的时候就画着吉祥痣,结果被人欺负,被人殴打。Swati Mohan在任务控制中心,谢谢你。”

“Swati Mohan博士激励了当今新一代的科学家,”天体物理学家Karan Jani写道。

相关报道:“毅力号”隐藏的五个秘密

(神秘的地球uux.cn报道)据新浪科技(叶倾城):北京时间2月19日4点55分(美国东部时间2月18日15点55分),美国“毅力号”火星车成功在红色星球登陆,开启生命搜寻之旅,它除了收集火星的地质和气候特征、为人类探索铺平道路之外,还将专注于天体生物学,即对整个宇宙生命的研究。事实上,毅力号上还有5个鲜为人知的“隐藏装饰”。

几十年以来,美国宇航局一直遵循对太空探测器“花彩装饰”的传统,为前往太空的宇宙飞船和探测器增添一些乐趣,“先锋10号”和“先锋11号”是二十世纪70年代发射的两艘宇宙飞船,它们携带着一块饰板,上面描绘着地球在银河系中的位置,还有1男1女裸体画像,该画像是美国天文学家卡尔·萨根的创意,他想让任何可能找到宇宙飞船的外星生命知道我们是谁,以及如何联系到我们。

目前,毅力号火星车也有类似的饰板,固定在该火星车上的一块饰板使用了与“先锋号”飞船相同的优雅线条艺术设计,饰板上使用激光蚀刻出地球、太阳和火星,地球和火星之间的太阳光线采用断断续续的线条连接在一起,而这些太阳光线中则包含着机械摩尔斯电码,译文内容为:“EXPLORE AS ONE”(共同探索)。这仅是该火星车5个“隐藏装饰”之一。

1、1090万个名字

据悉,自“勇气号”和“机遇号”火星车登陆火星以来,美国宇航局喷气推进实验室一直在向人们提供“飞往”火星的机会——让他们自己的名字随探测器登陆火星,1997年,“探路者号”火星探测器就携带着蚀刻公众名字的微芯片,此后美国宇航局所有登陆火星的探测器任务均沿袭了这一传统设计。目前毅力号火星带有一个特殊信息:3块微芯片,携带着美国宇航局“把你的名字送上火星”活动中的10932295个名字,而之前登陆火星的“好奇号”火星车携带着一个记录120万个名字的微芯片。

此外,微芯片上还包含155篇来自美国宇航局探测器命名大赛进入决赛的学生作文,此次比赛冠军是来自美国弗吉尼亚州七年级学生亚历克斯·马瑟。

2、新冠疫情纪念牌

毅力号火星车上有一块8×13厘米大小的铝制金属纪念牌,用于纪念新冠疫情大流行产生的影响,并向世界各地的医务工作者致敬,该火星车于2020年7月发射升空,当时正值新冠疫情在美国爆发几个月之后。毅力号火星车研究团队希望人们能够铭记2020年新冠疫情对人类的影响,特别是奋战在防疫一线的医务工作者,在这块铝制金属纪念牌上画着一根手杖——一条蛇缠绕着一根在美国被用作医学象征的手杖,它支撑着地球的图像,该图像符号源自古希腊。据悉,美国宇航局工程师在疫情相关安全预防措施下,成功地在加州和佛罗里达州的洁净室完成了毅力号火星车的建造和测试过程。

3、Mastcam-Z:我们是孤独的吗?

尽管一些刻有名字和纪念医务工作者的铭牌纯粹是装饰性的,但毅力号火星车上一些隐藏物品既有装饰性,也具有功能性,Mastcam-Z相机就是其中之一,这是一对安装在火星车上的可变焦相机,被称为桅杆变焦相机,用于捕捉火星彩色全景。事实上,Mastcam-Z功能上是一个相机,它传递了一个非常重要的信息,美国宇航局在一份声明中称,我们是孤独的吗?我们将在火星寻找生命迹象,并收集火星样本返送地球进行研究,对于那些追随我们的人,我们希望太空旅途平安,并享受探索发现的乐趣。

桅杆变焦相机是毅力号火星车的“眼睛”,其主要校准目标(日冕)还包括彩色和灰度色板,考虑到太阳位置和天空中尘埃会影响图像亮度,彩色和灰度色板可以帮助科学家确保相机颜色设置是否正确。

除了标语和色板之外,毅力号桅杆变焦相机上还刻着地球早期生命形态的描线,包括:蓝细菌、一种蕨类植物、一只恐龙,类似于“先锋号”镀金铝板和“旅行者号”的金唱片,上面还刻画着一位男性和一位女性,这都是为了体现毅力号的天体生物学使命,即在火星表面寻找古老微生物生命的迹象。

4、“夏洛克”仪

对于“地理藏宝”游戏爱好者而言,使用GPS隐藏和寻找不同地理位置的藏宝盒是非常有趣的,现在有一个更遥远的地理藏宝游戏:毅力号火星车上有一枚特殊硬币,它是由宇航服头盔-护目镜的材料制成,位于毅力号火星车“夏洛克”上,该仪器英文简称是SHERLOC,全称是“宜居环境有机物和化学物质拉曼光谱与荧光扫描探测仪”,它位于毅力号3米长机械臂末端。

此外,“夏洛克”仪还装饰着火星陨石片和其他4种宇航服材料样本,这样美国宇航局就可以观察它们能否抵御充满辐射、尘土飞扬的火星恶劣环境。

5、火星陨石薄片

科学家在建造毅力号火星车超级相机时增添了火星陨石薄片,超级相机是安装在火星车上的一种激光仪器,用于汽化火星表面样本,从而确定样本的具体成分,科学家在该超级相机上添加了火星陨石薄片,在毅力号将该火星陨石送到火星之前,该陨石就曾送到过国际空间站。

相关报道:随着“毅力号”的成功着陆 NASA现已将一架直升机带上火星

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,经过短暂而戏剧性的下降后,NASA的“毅力号”火星车已成功登陆火星,使该航天局又多了一套探索红色星球的仪器。正如NASA此前透露的那样,“毅力号”携带的是一台实验性的首创机器。而Ingenuity是人类在另一个星球上的唯一一架直升飞机。

NASA将Ingenuity称为“技术演示”,它将被用来测试在另一个星球上操作动力飞机。该机构警告说,这是一个实验性的测试,目前还不能说 Ingenuity 是否能在红色星球上成功起飞和飞行。

假设这架直升机真的能按计划起飞和飞行,NASA将从今年春天开始,在30天内进行多次飞行测试。为了拉开序幕,Ingenuity将只在离地几英尺的地方飞行约半分钟,然后再降落。这将是一个 “重要的里程碑”。NASA解释说,这标志着第一次动力飞行将在火星上发生。

额外的飞行测试将越来越多地挑战极限,使直升机在空中飞行的时间更长,并使其飞行距离更远。在经过一个月的火星技术展示后,NASA将回到其“毅力号”火星车任务中去。NASA将只向Ingenuity发送最低限度的指令,飞机将自行完成大部分操纵。

这架直升机有四个旋翼,但并不像你熟悉的那种直升机。该机型重量不到4磅,是为了应对火星的恶劣环境而特别设计的。Ingenuity将能够离地15英尺左右,一次行驶距离约980英尺。

相关报道:NASA“毅力号”探测器发回其拍摄的第一张火星图像

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒CNET报道,美国宇航局(NASA)的 “毅力号”火星车在经历了7分钟的“恐怖折磨”后幸存下来,并在周四成功降落在火星表面。为了庆祝这一时刻,探测器传回了它对周围环境的第一印象。

这张图片来自一个用于导航和发现危险的工程相机,所以它不是最终会发回华丽风景照片的主要高质量相机之一。但这仍然是一个里程碑,是成功的标志,也是漫游车运行良好的初步迹象。

画面显示火星是一个岩石和尘土飞扬的地方,漫游车的影子在地面上延伸。“你好,世界。我第一次看到我永远的家,”“毅力号”团队发推文称。

NASA分享了第二张图片,展示了漫游车背后的景色,并在推文中写道:“欢迎来到杰泽罗陨石坑”。该陨石坑曾是一个湖泊的所在地,将让漫游车在这颗目前荒凉的星球上寻找古代微生物生命的迹象。

第二张图片与第一张图片很相似,显示的是漫游车“眼睛”所能看到的岩石景观。

随着“毅力号”安顿下来并开始探索它的新家,我们可以期待从这颗红色星球上得到更多、更高分辨率的图像。

相关报道:NASA“毅力号”成功在火星表面着陆

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,NASA的“毅力号”漫游者在穿越火星大气层7分钟后成功在火星表面着陆。“毅力号”的干净着陆为其长达数年的火星Jezero陨石坑古老生命迹象的探索旅程奠定了基础。

“着陆确认,”NASA进入、下降和着陆小组成员Swati Mohan说道。“毅力号”已安全抵达火星表面并由此准备开始寻找过去生命迹象的工作。由约30名工程师组成的着陆小组紧张地坐在加州的NASA喷气推进实验室工作,当漫游者在火星成功着陆后,他们从座位上跳了起来、为这一确认欢呼。着陆后不久,“毅力号”就从19个摄像机中的一个传回了第一张图像。

据悉,“毅力号”于美国东部时间下午3点48分以12,100mph的速度抵达火星大气层并向火星表面俯冲,工程师们将其称之为“恐怖七分钟”。由于火星和地球之间有11分钟的通讯延迟,所以飞船必须依靠一套极其复杂的预先编程指令独自完成这7分钟的俯冲。

在面对着炽热的温度的过程中,漫游者被一个外壳和降落伞保护着。一个带有6个火箭推进器的下降级在接近地表时点火,进而将“毅力号”的速度减至2mph。降落级紧紧抓住火星车,在距离地面66英尺的地方悬停以执行“空中起重机”操作,在那里,“毅力号”通过一组缆绳将自己缓缓放下并抵达火星地面。

当“毅力号”的六个轮子贴在在火星表面时,漫游者剪断了空中吊车的缆绳从而使火箭驱动的下降级远离“毅力号”。

美国东部时间下午3点55分的准时着陆标志着NASA在这颗红色星球的第六次成功着陆。而这个价值27亿美元的探测车实际上是一个2263磅重的车轮实验室:未来几年,“毅力号”将遍历火星Jezero火山口,然后为未来的进一步探索工作采集土壤样本、分析火星岩石的组成以及部署直升机--Ingenuityfoot-on,它将展示人类在另一颗星球上的首次动力飞行。

据了解,这辆越野车大小的火星车自去年夏天搭乘ULA的Atals V升空以来已经飞行了2.93亿英里。它是在地球和火星在围绕太阳的轨道上紧密对齐时发射的。这种对接每两年才会出现一次,NASA发射探测器的时间跟中国和阿联酋发射火星探测器的时间差不多,后者的火星探测器已于本月早些时候抵达了火星。

Jezero陨石坑是NASA要面对的最具挑战性的着陆地点。“毅力号”必须避开火山口陡峭的悬崖、巨大的巨石和危险的沙坑才能抵达着陆地点。科学家们认为,这个28英里宽的洞是35亿年前的一个河流三角洲,那里可能是微生物化石的金矿。这歌混合了不同岩层的区域为研究人员提供了一个大杂菜式的样本以便未来在它的任务中收集。




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