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和“好奇”号一起打量火星:三大任务解谜题
中国网滨海高新:www.022china.com  时间: 2012-08-24 17:10:20 

  中国网·滨海高新讯 近日,随着美国“好奇”号在火星上迈出第一步,火星再次引发了公众的关注。对于未知的世界,人们总是充满了好奇,这也是“好奇”号成为焦点的原因——它成功地将人们的视线延伸到了一个充满未知的星球。是什么原因让“好奇”号选择在火星着陆?与以往的火星探测器相比,“好奇”号有哪些特殊之处?

  “好奇”号有三大任务

  “选择登陆火星,是因为火星与地球有很多相似之处。”中国航天科技集团512所航天科普专家、《国际太空》主编庞之浩说。

  火星和地球一样有四季变化,火星上的一天是24小时37分22.6秒,仅比地球多了37分22.6秒——这意味着,如果将来人类要移民火星,在季节和时间上都不存在难以适应的问题。在火星上还发现了产生生命必不可少的要素——水,尽管这里的水都以冰的形态存在,但不排除有生命出现可能。

  “‘好奇’号此次登陆火星的三大任务之一,就是寻找火星上生命存在的痕迹。”庞之浩说,另外两大任务则是探测火星的地质情况和为载人登陆火星做好准备。

  火星上还有稀薄的大气,但大气压强仅相当于地球的1/100。火星上的温度很低,平均温度是零下55℃。“有科学家设想要在2040年—2080年,通过建造化工厂和核电站,将火星的平均温度提高到零下几度,并且通过提高温度来融化火星两极的冰,融化后的冰再蒸发成水蒸气,使火星的大气层增厚。”庞之浩说,有人设想用这样的方式为人类再造一个家园,但现在来看,这也只是一个美好的设想。

  尽管已经探明火星上有碳、氢、氧、氮和一些矿物质,“好奇”号此次还将进一步探明火星的地质情况,但并没有开发火星矿物质的计划。

  火星探测最大的困扰是距离太远

  火星与地球之间遥远的距离,给探测带来了巨大的困难。

  “适合火星探测器发射的时机非常少,26个月才有一次。”庞之浩说,由于距离非常远,探测器进入火星轨道必须要自主控制,并且需要有5—6次的变轨,才能使火星探测器正确地飞向火星。当火星探测器到达火星后,它与地球的通讯会有14分钟的延时,“也就是说,地球上看到的火星探测器传回的信息,实际上是火星上14分钟前的信息。”庞之浩说,正因为在地球上看不到火星探测器实时的变化,就无法进行实时测控,探测器必须自主导航控制。

  由于距离过远,火星探测器发射的成功率也不高,只有不到50%,“目前为止,全球一共发射了44个火星探测器,成功了21个。”庞之浩说。

  目前,除了“好奇”号以外,在火星周围还有三颗火星轨道器——欧洲的火星快车、美国的“奥德赛”号和火星轨道探测器,它们是火星的人造卫星,并不登陆火星,只在火星上空围绕轨道飞行。

  “好奇”号的先进探测装备

  庞之浩介绍,“好奇”号可提供电力的功率达到了125瓦,它的重量增加到1吨左右,相当于“勇气”号和“机遇”号的5倍,长度则增加了1倍。“好奇”号的轮子也很大,直径有50厘米,这让它可以很好地适应火星的复杂地形。“‘好奇’号可以越过直径50厘米的坑,越过高度为70厘米的障碍物,它每天可以行进200米,速度是40厘米/秒,即使遇到45度的坡也不会翻车。”

  与“勇气”号和“机遇”号相比,“好奇”号的着陆精确度大大提高——“勇气号”的着陆范围是50公里以内,而“好奇”号的着陆范围是在20公里以内,“实际上是在短轴6.4公里和长轴19.8公里的范围以内,这就像直升飞机吊着一个设备并空投一样。”庞之浩说。

  “好奇”号所配备的探测仪器也比以往的火星探测器更为先进,它的机械臂已不再停留在地表,而是可以钻探到地面以下10厘米的地方。

  “‘好奇’号携带了10台仪器,不但是数量最多,而是都是最先进的。”庞之浩说,在“好奇”号所有的设备中,火星样本分析仪是最核心的设备,“它相当于所有科学分析仪器的‘心脏’,整个科学探测设备是80千克,这一台仪器就占了38千克。”

  “好奇”号还携带了化学硅成像激光诱导遥感仪,这个仪器可以在机械臂无法接触物质的时候,发射出一束激光,将离火星车9米远的一个微小矿石直接蒸发,再通过光谱仪探测,就可以探明这个矿石的成分。

  “还有α粒子X射线光谱仪和中子动态反照探测器,它们都装在机械臂的末端,通过粒子轰击物质的方式,来确定其成分。”庞之浩说。除此而外,“好奇”号还携带了一个手持成像仪,它可以在距离目标21毫米的地方,给直径12.5微米的一个小颗粒拍彩色照片,“这就像科学家用一个放大镜去观察一根头发一样,将会看的非常清晰。”

  “‘好奇’号成功登陆火星已经两个星期了,这一次,这个重达1吨的家伙在火星上的行走,已经向前行驶了6米,完成了这一步,‘好奇’号将真正开启解密火星的旅途。”庞之浩说。(记者 詹媛)

 
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文章来源: 光明日报 责任编辑: 欣闻
 
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