美国毅力号火星车成功着陆,人类为何热衷探测火星?
红网时刻 字号:
2021-02-19 22:39:55

当地时间2月18日下午,美国“毅力号”火星车成功登陆火星,成为美国国家航空航天局(NASA)第5个成功登陆的火星车。“毅力号”将在火星采集样本并试图寻找生命存在的证据。

降落后毅力号传回的首张照片,确认着陆成功。

在2020年窗口,人类向火星发射了希望号、天问一号、毅力号三个探测器。其中,希望号执行环绕探测任务,已于2021年2月9日开始环火;毅力号执行着陆巡视探测任务。我国首次火星探测任务天问一号探测器已进入环火轨道,计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆。那么,“毅力号”火星车有什么特点,人类为何如此频繁地发射火星探测器呢?

迄今为止人类造价最贵的火星车

作为美国宇航局“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。

毅力号可看作好奇号的升级版,两者采用了相同的基本架构和降落方式,并且都采用核动力作为在火星表面的前进动力。

此外,毅力号还携带了一架小型火星直升机,直升机重1.8公斤,高0.5米,螺旋桨直径1.2米,由两个反向旋转的螺旋桨提供升力,功率350瓦。这架小直升机靠顶部的太阳能板进行充电,电能储存在锂离子电池中。充电一天,大概能够飞行90秒!

如此复杂的结构,让毅力号耗资达27亿美元,成为迄今为止人类造价最贵的火星车。

好奇号火星车(左)和毅力号火星车(右)(艺术图)。

将探索火星生命迹象

“毅力号”计划实施为期一个火星年(687个地球日)的探测。具体任务包括4个目标。

“毅力号”在火星表面进行探测任务。

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。

1093万个地球人名字飞往火星

为了唤起公众对这次火星任务的注意,依照惯例,美国宇航局开展了“发送你的名字到火星”的活动,通过网络向全世界征集,最终征集了10932295个名字。值得注意的是,这些名字不是以二进制的形式存放在内存里,而是用电子束雕刻的方式刻在三块指甲盖大小的硅片上。

1093万个地球人名不是以二进制的形式存放在内存里,而是用电子束雕刻的方式刻在三块指甲盖大小的硅片上(红圈部分)。

这种活动,美国宇航局已经举办过多次,每当有深空探测任务的时候,往往都会通过网络征集名字。最近的一次是2018年洞察号火星车发射的时候,同样征集过一波,那次收集的人名数量大约有240万。2011年好奇号火星车发射的时候,征集到的人名数量才100多万。

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毅力号火星车的纪念票。

毅力号与天问一号区别在哪?

我国天问一号火星探测器于2月10日进入环火轨道,将围绕火星飞行3个月左右,计划于2021年5月至6月择机实施火星着陆。

2台探测器从地球飞到火星所用的时间几乎一样,为何在降落环节区别这么大?

中美火星探测的任务目标和技术方案均不相同。毅力号的任务目标是寻找生命,而且美国通过此前的探测,对着陆点比较熟悉,因此他们选择“直奔主题”。我国首次火星探测任务则是将“绕、落、巡”三步并作一步,在环绕过程中对着陆区进行详细勘测。

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天问一号探测器火星捕获过程影像(定向天线监视相机画面)。

毅力号探测器总重超过4吨,相比重约5吨的天问一号要轻一些。不过,天问一号的总质量中,有大约一半是燃料。天问一号在实施近火制动过程中,消耗了将近1吨燃料,将速度降低了大约每秒1公里。而毅力号是直接进入火星大气,利用大气摩擦阻力进行减速,这样可以节省大量燃料。

要满足直接降落方案的需求,对轨道要求极高。所以当毅力号飞到火星时,所在位置必须刚好在目标落点的前进方向上,才能保证它进入火星大气后,能按照规划的弹道准确落在杰泽罗陨石坑。这要求它在整个飞往火星过程的轨道都非常精密。

而天问一号在环绕火星过程中,则可以更从容地调整轨道,为降落做准备。

人类为何热衷探测火星?

火星是太阳系内与地球环境最接近的行星,有稀薄的大气层,气压为地球的1%,局部最高温度甚至可达35摄氏度,当然平均温度还是比较低的,只有零下63摄氏度。

火星最有吸引力的一点,是上面有水。火星现在还有大量的固态水,也就是冰,这是一个非常重要的发现。此外,火星上还有大量的固态二氧化碳,也就是干冰。在火星的南北极,就有巨大的水冰与干冰混杂的冰盖,水冰主要集中在底部。除此之外,在火星的地下很可能还有液态的卤水,即溶解了大量盐分的水,甚至可能有巨大的液态卤水湖。

因此,在未来,火星几乎是唯一存在移民可能性的行星。另外,火星还可能存在像微生物这种低等生命的可能性。这也是世界各国热衷探索火星的重要原因。

未来一段时间里,掘地三尺寻找生命,就是火星探测的一个重点目标。如果真的找到了,那么这将是人类第一次发现地外生命,带来的冲击是巨大的。

来源:红网综合

作者:廖浩宇

编辑:刘良骏

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