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分析:“勇气”跨出火星探索一大步

科普小知识 2023-11-24 22:56:15
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本报专稿当接收到“勇气”号火星探测器发自火星的第一个强烈信号时,在美国帕萨迪纳的宇航局喷气推进实验室里监测登陆过程的数百名工作人员一片欢腾。人们期待着“勇气”号在为期3个月的探测中,不负使命在火星上发现水和生命存在的迹象。而且,“勇气”号的孪生兄弟“机遇”号也将紧随其后,于1月24日进军火星。

“勇气”号开始工作

火星着陆系统总工程师、华裔科学家李炜钧说,“勇气”号登陆完全依靠自主控制,地面控制中心在紧张和悬念中希望它“交好运”。“勇气”号着陆地点是在火星上地势平缓、面积较大的“古谢夫环形山”区域,这里也是科学家预测的火星上极可能有水的地方。它着陆后将先进行一星期的设备自检,然后地面人员将操纵它在火星表面考察。

让人欣喜的是,“勇气”号不仅成功登陆,而且约三小时后,马上向地球发回了它拍摄到的第一批火星照片。有些照片拍摄的是火星车和着陆舱,有些则记录了火星地平面的大场景。“勇气”号带有9台高清晰度照相机,装在桅杆顶部的照相机用于拍摄火星全貌,而装在车轮附近的照相机则用来拍摄局部特写。收到它拍摄的图像后,如果科学家认为某块岩石有研究价值,会命令它开过去进行进一步探测。

此后的时间里,“勇气”号将与地球进行多次通讯联系,并通过自身携带的多架照相机,发回大量火星上的图片和各种数据。依靠太阳能电池板获得能源,“勇气”号在理想情况下每天最多可在火星上漫步20米,它的观测预计持续90个火星日(相当于地球上的92天)。

“勇气”号火星车科学仪器的负责人、美国康奈尔大学科学家斯奎尔斯表示,“勇气”号将是迄今为止人类发送到其他行星上第一个可以移动的、自动化的大型实验室,是人类在火星探测方面向前迈出的一大步。

“机遇”号月底登陆

在“勇气”号率先成功登陆的同时,“孪生兄弟”———“机遇”号也将于美国时间1月24日进军火星。迄今为止,2003年7月从地球奔赴火星的“机遇”号旅行一切顺利,正在为最后登陆做准备。

“勇气”号和“机遇”号这一对双胞胎火星探测器共耗资8.2亿美元,是目前火星探测器中技术最先进的,两者能否成功登陆将直接影响到美国“火星生命计划”能否完成。这一对探测器是去年2月“哥伦比亚”号航天飞机失事后美国宇航局最大的一项太空计划。如果这一使命取得成功,将鼓舞宇航局的士气,并加速人类登陆火星的进程。

华裔学者功不可没

据报道,华裔科学家在火星探险的过程中扮演了关键角色。目前有300多华裔科学家在美国宇航局工作,成就显赫。如负责火星探测通讯及雷达追踪的沈毓贤、负责火星探测器着陆系统总工程师李炜钧和火星计划飞行主任陈哲辉,以及航空电子部门的刘登凯等,都是参与美国“勇气”号火星登陆计划的华裔幕后英雄。

而华裔科学家在太空探险领域的成就,最早可以追溯到半个世纪之前。据沈毓贤介绍,被称为“火箭之父”的著名物理学家钱学森,就是美国JPL(美国宇航局喷气推进实验室)的三位创始人之一。

此外据了解,从20世纪70年代起参与火星登陆计划到美国国庆日降落火星的“火星探路者”号,在喷气推进实验室服务近30年的吴贻廉博士,是美国研究火星太空实验最资深的科学家之一。

“地质学家”———“勇气”号

“勇气”号火星车,被科学家们亲切地称为机器人野外“地质学家”。

“勇气”号长1.6米、宽2.3米、高1.5米,重174千克。它的“大脑”是一台每秒能执行约2000万条指令的计算机,不过与人类大脑位置不同,计算机在火星车身体内部。它的“颈”和“头”是火星车上伸出的一个桅杆式结构,距火星车*底部高度约为1.4米,上面装有一对可拍摄火星表面彩色照片的全景照相机作为“眼睛”。当“勇气”号发现值得探测的目标,它会以6个*当腿,运动至目标面前,然后伸“手”进行考察。

“勇气”号依靠餐桌大小的太阳能电池板获得能源,在理想情况下每天最多可在火星上漫步20米,它的观测预计持续90个火星日(相当于地球上的92天)。

1、穿越大气层。“勇气”号先经过了6分钟的“炼狱”,以大约1.9万公里的时速穿越火星大气层。

着陆过程

2、降落伞打开。

在空气阻力作用下,"勇气"号在距火星表

面8公里左右时,时速降至1600公里,此时直径10多米的降落伞自动打开。降落伞打开后20秒,保护罩工作结束被抛开。

3、气囊弹出。火星车连同降落伞一起接近火星地面,"勇气"号的外层气囊弹出,同时火箭制动发动机向地面喷出火焰,增加着陆缓冲力。

4、着陆。在距地面12米时,降落伞绳索自动断开,被气囊包裹得严严实实的"勇气"号马上像皮球一样落在火星表面。接下来,"勇气"号进行了长达几分钟的"翻腾"表演,它不停地滚动、弹跳,最初弹起时有5层楼那么高,反复弹跳数十次后,在距最初着陆点大约1公里的地方,"勇气"号终于安静下来。此时气囊内的气体自动放出。

5、发回第一个强烈信号。当地时间3日20时52分,"勇气"号向地球发回了第一个强烈信号。在美国加利福尼亚州帕萨迪纳的宇航局喷气推进实验室监测登陆过程的数百名工作人员一片欢腾。

6、发回第一批火星照片。成功登陆后约三小时,“勇气”号传回十多张着陆区附近的高清晰度照片。

7、“休眠”。在“勇气”号着陆后约4个多小时,火星上迎来日落。“勇气”号也要“睡个好觉”,迎接第二个工作日的到来。在进行一星期的设备自检后,地面人员将操纵它在火星表面考察。