
圖中色彩增強(qiáng)部分是澤羅著陸火星杰澤羅隕坑的遠(yuǎn)古三角洲區(qū)域,毅力號(hào)火星車將著陸在這里,隕坑遠(yuǎn)古并負(fù)責(zé)搜尋生命跡象。尋找

北京時(shí)間2月19日4點(diǎn)48分(美國東部時(shí)間2月18日15點(diǎn)48分),車杰預(yù)計(jì)該火星車抵達(dá)火星大氣層頂端,澤羅著陸時(shí)速達(dá)到19500公里。隕坑遠(yuǎn)古進(jìn)入火星大氣層大約90秒后,尋找火星車出現(xiàn)峰值減速,生命飛行速度降低至?xí)r速1600公里。

圖解火星車登陸的“恐怖7分鐘”,毅力號(hào)火星車“進(jìn)入大氣層、下降和著陸階段(EDL)”是
南京秦淮找上門(找美女上門約炮)vx《189-4143》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)該任務(wù)中最危險(xiǎn)的環(huán)節(jié),一些工程師稱之為“恐怖7分鐘”,都稱該階段存在巨大風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)新浪科技(葉傾城):火星和行星科學(xué)研究人員花費(fèi)了3-4年時(shí)間展開深入研究,以確定該火星車究竟在哪個(gè)地點(diǎn)著陸,目前,他們選擇了一個(gè)最佳著陸地點(diǎn),是一個(gè)被命名為“杰澤羅”的隕坑,該隕坑內(nèi)有一處河流三角洲,專家猜測(cè)遠(yuǎn)古時(shí)期曾有一條河流流至隕坑內(nèi),并且存在大量沉積物質(zhì)。這有點(diǎn)像美國路易斯安那州密西西比河末端支流的三角洲區(qū)域,將河流的沉積物逐漸地釋放到墨西哥灣。
在地球,這種淺水三角洲是一種非常溫和的環(huán)境,有機(jī)分子和化石可以逐漸掩埋和保存在超細(xì)粒泥巖中,如果火星三角洲地帶也具有類似的特征,這將是一個(gè)非常好的環(huán)境,可以保存來自隕坑上方遠(yuǎn)古高地的河流沖積物質(zhì)證據(jù)。
火星表面有許多我們未知的事物,之前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)火星遠(yuǎn)古時(shí)期存在液態(tài)水的證據(jù),并且火星表面的熱源——20億-40億年前存在著活躍火山,還有大量小行星和彗星碰撞形成的隕坑,對(duì)火星表面帶來了大量有機(jī)分子,并釋放大量熱量。事實(shí)上,太陽系中滿足這些限定條件的地點(diǎn)非常少,而火星杰澤羅隕坑就是其中之一,這是我們認(rèn)為尋找地外生命跡象的最佳地點(diǎn)之一。
“毅力號(hào)”攜帶了什么科學(xué)工具?
從外觀上看,毅力號(hào)火星車與好奇號(hào)火星車十分相似,因?yàn)樗?0%零部件與好奇號(hào)相同,這就是為什么美國宇航局信賴毅力號(hào)的原因,相信該探測(cè)車能夠勝任火星勘測(cè)任務(wù)。據(jù)悉,好奇號(hào)火星車攜載兩個(gè)相機(jī),一個(gè)是廣角相機(jī),一個(gè)是攝遠(yuǎn)相機(jī)。
毅力號(hào)火星車沿襲采用了好奇號(hào)的兩個(gè)相機(jī),但是相機(jī)具有變焦功能,基于這兩個(gè)相機(jī)可從廣角效果變焦為攝遠(yuǎn)效果,該相機(jī)是桅桿變焦相機(jī)(Mastcam-Z),其中“Z”代表變焦的意思,便于拍攝高清晰立體圖像,兩個(gè)桅桿變焦相機(jī)就像人類的左眼和右眼,可以拍攝火星三維圖像傳送至地球。
獲得火星三維圖像對(duì)于科研工作非常重要,便于科學(xué)家詳細(xì)地了解火星地形結(jié)構(gòu),我們希望將杰澤羅隕坑三角洲地質(zhì)結(jié)構(gòu)部分結(jié)合在一起,而不僅僅是獲得二維空間信息,而是具有空間高度和結(jié)構(gòu)的三維圖像,科學(xué)家需要制作該火星車著陸地點(diǎn)的3D地圖。地面工程師和火星車操控員需要這些信息,該三維圖像將幫助他們確定在火星何處行駛,如果識(shí)別障礙、斜坡、溝渠和巖石等物體,使他們能夠駕駛火星車展開深入勘測(cè)。最終,他們可以利用這些三維圖像制作毅力號(hào)火星車著陸的3D視圖。
此外,毅力號(hào)火星車還攜載一架直升機(jī)——“匠心號(hào)”直升機(jī),它將在火星車著陸之后30-90天某個(gè)時(shí)間與火星車分離,進(jìn)行幾次開創(chuàng)性試飛,以證明機(jī)械設(shè)備在地外星球空中飛行是可能的。
此次太空任務(wù)有何不同?
毅力號(hào)火星車的主要任務(wù)是獲得火星首個(gè)機(jī)械采集樣本,所以該火星車不會(huì)像好奇號(hào)火星車那樣在火星表面鉆洞,而是會(huì)在火星表面提取表層土壤樣本,然后將這些樣本裝入白板筆大小的試管容器中,然后再將這些試管放在火星表面,便于未來十年后火星返程任務(wù)將它們帶回地球。
毅力號(hào)火星車不會(huì)返回地球,但它收集的火星樣本未來將送到地面,同時(shí),該火星車還將進(jìn)行之前火星車展開的多項(xiàng)勘測(cè)任務(wù),對(duì)著陸地點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)全面勘測(cè),探索地質(zhì)結(jié)構(gòu),測(cè)量大氣和天氣特征。
如何將這些火星樣本帶回地球?
該環(huán)節(jié)存在不確定因素,因?yàn)槠鋵?shí)現(xiàn)過程還處于構(gòu)想階段,美國宇航局和歐洲航天局正在合作建造并發(fā)射一個(gè)新型著陸器,它會(huì)發(fā)射一個(gè)小型火星車,負(fù)責(zé)將這些試管收集起來,并帶回著陸器。等待著陸器的是一枚叫做“火星上升運(yùn)載器(MAV)”的小型火箭,一旦火星樣本裝入MAV火箭,就會(huì)被發(fā)射至火星軌道。
目前,美國宇航局和歐洲航天局正在合作建造一個(gè)軌道飛行器,用于搜索未來進(jìn)入火星軌道裝載火星樣本的容器,該容器體積不大,在葡萄柚至足球大小之間,一旦軌道飛行器捕獲該容器,將用火箭將它送回地球,降落在猶他州沙漠。
“恐怖7分鐘”:進(jìn)入大氣層、下降和著陸階段(EDL)
毅力號(hào)“進(jìn)入大氣層、下降和著陸階段(EDL)”是該任務(wù)中最危險(xiǎn)的環(huán)節(jié),一些工程師稱之為“恐怖7分鐘”,以下是著陸過程重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)的相關(guān)操作:
巡航階段減速傘打開:在過去的6個(gè)月里,毅力號(hào)火星車與飛船是一個(gè)整體,美國宇航局“匠心號(hào)”火星直升機(jī)位于火星車腹部,北京時(shí)間2月19日4點(diǎn)38分(美國東部時(shí)間2月18日15點(diǎn)38分),火星車將與飛船進(jìn)入艙分離,并打開減速傘,該減速傘直徑4.5米,由兩部分組成——背殼和隔熱罩,隔熱罩保護(hù)火星車在最初穿過火星大氣層下降時(shí)不會(huì)因產(chǎn)生的極端高溫而燒毀,隔熱罩的空氣動(dòng)力學(xué)也可以作為“剎車”,幫助減緩飛行器的速度。
進(jìn)入大氣層:北京時(shí)間2月19日4點(diǎn)48分(美國東部時(shí)間2月18日15點(diǎn)48分),預(yù)計(jì)該火星車抵達(dá)火星大氣層頂端,時(shí)速達(dá)到19500公里。進(jìn)入火星大氣層大約90秒后,火星車出現(xiàn)峰值減速,飛行速度降低至?xí)r速1600公里。隨后在下降至火星表面的過程中,利用其在火星大氣中運(yùn)行產(chǎn)生的阻力減速,減速傘會(huì)啟動(dòng)背殼上的小型推進(jìn)器,以重新調(diào)整方向,確保火星車在墜入大氣層時(shí)隔熱罩正對(duì)著火星表面。
加熱峰值:北京時(shí)間2月19日4點(diǎn)49分(美國東部時(shí)間2月18日15點(diǎn)49分),在降落飛行過程中,飛船與火星大氣層產(chǎn)生摩擦,導(dǎo)致飛船底部升溫,溫度高達(dá)大約1300攝氏度。
打開降落傘:北京時(shí)間2月19日4點(diǎn)52分(美國東部時(shí)間2月18日15點(diǎn)52分), 在飛船進(jìn)入火星大氣層大約4分鐘后,飛船將從減速傘中展開一個(gè)超音速降落傘,該降落傘直徑21.5米,它將在距離火星表面11公里處展開,飛行時(shí)速為1512公里,降落傘將幫助火星車減速至每小時(shí)320公里。精確的部署時(shí)間基于最新距離觸發(fā)技術(shù),美國宇航局工程師表示,距離觸發(fā)技術(shù)可精準(zhǔn)縮小著陸器至一個(gè)橢圓狀區(qū)域,意味著毅力號(hào)火星車比之前火星車花費(fèi)更少的時(shí)間定位著陸點(diǎn)。同時(shí),該技術(shù)還將依據(jù)飛行器的位置和著陸目標(biāo)的距離自動(dòng)調(diào)整降落傘展開的時(shí)間。
隔熱罩分離:在減速傘展開后大約20秒,隔熱罩將與背殼分離并脫落,隨著降落傘系統(tǒng)繼續(xù)減緩速度,毅力號(hào)火星車仍保存在飛船的背殼中,這使得火星車可以使用雷達(dá)來確定它距離地面有多遠(yuǎn),并使用相對(duì)地形導(dǎo)航技術(shù)來尋找一個(gè)安全的著陸點(diǎn)。基于距離觸發(fā)技術(shù)和相對(duì)地形導(dǎo)航技術(shù),火星車在杰澤羅隕坑底部著陸將成為可能,因?yàn)樵搮^(qū)域地形復(fù)雜,包括陡峭的懸崖、沙丘、卵石和較小的碰撞坑。
動(dòng)力下降階段:北京時(shí)間2月19日4點(diǎn)54分(美國東部時(shí)間2月18日15點(diǎn)54分),當(dāng)飛船下降至距離火星表面2.1公里時(shí),火星車將與降落傘和背殼分離,并進(jìn)入動(dòng)力下降階段,該階段配備8個(gè)可節(jié)流減速火箭,或者火星登陸引擎,有助于火星車減速最終著陸在火星表面。
著陸:北京時(shí)間2月19日4點(diǎn)55分(美國東部時(shí)間2月18日15點(diǎn)55分),在毅力號(hào)火星車下降階段,將啟用“天空起重機(jī)系統(tǒng)”,通過尼龍系繩逐步下降火星車,距離火星表面20米時(shí),也就是著陸前12秒,三根尼龍纜繩在火星車距離火星表面7.6米時(shí)逐步對(duì)火星車降速,最終使火星車抵達(dá)地面,與此同時(shí),火星車將伸展支架,使它的輪子進(jìn)入著陸位置。一旦火星車探測(cè)到輪子觸地,就會(huì)切斷連接下降段的纜繩,隨后安全著陸。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行,毅力號(hào)火星車將開始為期兩年的杰澤羅隕坑探索任務(wù)。
事實(shí)上有很多因素會(huì)影響以上重要環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確時(shí)間,包括火星大氣層特性,在飛行器真正穿越火星之前很難預(yù)測(cè)。由于深空通信的復(fù)雜性,任務(wù)控制人員也可能無法在上述時(shí)間精準(zhǔn)完成相應(yīng)操作,詳細(xì)的工程數(shù)據(jù)流(也稱為遙感勘測(cè)數(shù)據(jù))的近實(shí)時(shí)性主要依賴一種最新中繼技術(shù),該技術(shù)是2020年美國宇航局火星勘測(cè)軌道器(MRO)采用的,工程師預(yù)計(jì)在火星車即將著陸之前,更多的附加數(shù)據(jù)將通過美國宇航局深空網(wǎng)絡(luò)和另外兩個(gè)地球陸基天線直接返回至地球。
值得注意的是,毅力號(hào)火星車可以在沒有與地球通信的情況下安全登陸火星,該火星車擁有預(yù)編程的著陸指令和重要的自主權(quán)限,在著陸后數(shù)小時(shí)和幾天之內(nèi),還預(yù)設(shè)了額外的通信通道。