和好奇號一起打量火星:溫度很低 有四季變化
和好奇號一起打量火星
近日,隨著美國好奇號在火星上邁出第一步,火星再次引發了公眾的關注。對於未知的世界,人們總是充滿了好奇,這也是好奇號成為焦點的原因——它成功地將人們的視線延伸到了一個充滿未知的星球。是什麼原因讓好奇號選擇在火星著陸?與以往的火星探測器相比,好奇號有哪些特殊之處?
好奇號有三大任務
選擇登陸火星,是因為火星與地球有很多相似之處。中國航太科技集團512所航太科普專家、《國際太空》主編龐之浩說。
火星和地球一樣有四季變化,火星上的一天是24小時37分22.6秒,僅比地球多了37分22.6秒——這意味著,如果將來人類要移民火星,在季節和時間上都不存在難以適應的問題。在火星上還發現了產生生命必不可少的要素——水,儘管這裡的水都以冰的形態存在,但不排除有生命出現可能。
好奇號此次登陸火星的三大任務之一,就是尋找火星上生命存在的痕跡。龐之浩說,另外兩大任務則是探測火星的地質情況和為載人登陸火星做好準備。
火星上還有稀薄的大氣,但大氣壓強僅相當於地球的1/100。火星上的溫度很低,平均溫度是零下55℃。有科學家設想要在2040年—2080年,通過建造化工廠和核電站,將火星的平均溫度提高到零下幾度,並且通過提高溫度來融化火星兩極的冰,融化後的冰再蒸發成水蒸氣,使火星的大氣層增厚。龐之浩說,有人設想用這樣的方式為人類再造一個家園,但現在來看,這也只是一個美好的設想。
儘管已經探明火星上有碳、氫、氧、氮和一些礦物質,好奇號此次還將進一步探明火星的地質情況,但並沒有開發火星礦物質的計劃。
火星探測最大的困擾是距離太遠
火星與地球之間遙遠的距離,給探測帶來了巨大的困難。
適合火星探測器發射的時機非常少,26個月才有一次。龐之浩說,由於距離非常遠,探測器進入火星軌道必須要自主控制,並且需要有5—6次的變軌,才能使火星探測器正確地飛向火星。當火星探測器到達火星後,它與地球的通訊會有14分鐘的延時,也就是說,地球上看到的火星探測器傳回的資訊,實際上是火星上14分鐘前的資訊。龐之浩說,正因為在地球上看不到火星探測器實時的變化,就無法進行實時測控,探測器必須自主導航控制。
由於距離過遠,火星探測器發射的成功率也不高,只有不到50%,目前為止,全球一共發射了44個火星探測器,成功了21個。龐之浩說。
目前,除了好奇號以外,在火星周圍還有三顆火星軌道器——歐洲的火星快車、美國的奧德賽號和火星軌道探測器,它們是火星的人造衛星,並不登陸火星,只在火星上空圍繞軌道飛行。
好奇號的先進探測裝備
龐之浩介紹,好奇號可提供電力的功率達到了125瓦,它的重量增加到1噸左右,相當於勇氣號和機遇號的5倍,長度則增加了1倍。好奇號的輪子也很大,直徑有50釐米,這讓它可以很好地適應火星的複雜地形。好奇號可以越過直徑50釐米的坑,越過高度為70釐米的障礙物,它每天可以行進200米,速度是40釐米/秒,即使遇到45度的坡也不會翻車。
與勇氣號和機遇號相比,好奇號的著陸精確度大大提高——勇氣號的著陸範圍是50公里以內,而好奇號的著陸範圍是在20公里以內,實際上是在短軸6.4公里和長軸19.8公里的範圍以內,這就像直升飛機吊著一個設備並空投一樣。龐之浩說。
好奇號所配備的探測儀器也比以往的火星探測器更為先進,它的機械臂已不再停留在地表,而是可以鑽探到地面以下10釐米的地方。
好奇號攜帶了10台儀器,不但是數量最多,而是都是最先進的。龐之浩說,在好奇號所有的設備中,火星樣本分析儀是最核心的設備,它相當於所有科學分析儀器的心臟,整個科學探測設備是80千克,這一台儀器就佔了38千克。
好奇號還攜帶了化學硅成像鐳射誘導遙感儀,這個儀器可以在機械臂無法接觸物質的時候,發射出一束鐳射,將離火星車9米遠的一個微小礦石直接蒸發,再通過光譜儀探測,就可以探明這個礦石的成分。
還有α粒子X射線光譜儀和中子動態反照探測器,它們都裝在機械臂的末端,通過粒子轟擊物質的方式,來確定其成分。龐之浩說。除此而外,好奇號還攜帶了一個手持成像儀,它可以在距離目標21毫米的地方,給直徑12.5微米的一個小顆粒拍彩色照片,這就像科學家用一個放大鏡去觀察一根頭髮一樣,將會看的非常清晰。
好奇號成功登陸火星已經兩個星期了,這一次,這個重達1噸的傢夥在火星上的行走,已經向前行駛了6米,完成了這一步,好奇號將真正開啟解密火星的旅途。龐之浩說。