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美国下一代火星车上的“黑科技”

科普小知识2022-08-18 23:25:38
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美国国家航空航天局本周宣布,今年秋季将举行一场竞赛,正式命名下一代火星2020,并将邀请美国各地的年轻人参加,以激发他们对太空任务的兴趣。除了命名竞赛,美国宇航局最近发布了一些用于火星2020的“黑色技术”,包括探测器着陆过程、氧气供应、水资源获取和太空服等。让我们来看看。

美国下一代火星车上的“黑科技”

登陆

根据该计划,“火星2020”将于2020年7月发射,并于次年2月在火星赤道以北的耶零陨石坑着陆,寻找这颗红色星球可能存在的迹象。

进入火星大气层、下降和着陆是探测器成功执行任务的先决条件。据报道,火星2020降落伞上的传感器将记录火星进入火星大气层时的温度上升和运行情况,从而帮助工程师优化大型太空设备的着陆设计,如未来的载人探测器和宇航员栖息设施。

火星2020携带一个叫做地形相对导航的系统。在火星表面着陆的过程中,系统会通过将预装的地形图与其捕获的地形图进行比较,自动将下降轨迹调整到安全着陆点。

美国宇航局表示,正是因为“相对地形导航”的发展,任务小组选择了耶零陨石坑作为着陆点。这里有大量的巨石和悬崖,其中许多都是风蚀地貌。这种地质多样性对于之前的火星着陆任务来说太危险了。将来,这种自主导航技术可能会被应用于在人类登陆火星之前在这颗红色星球上投放相关设备。

美国下一代火星车上的“黑科技”

宇航员需要稳定的氧气供应才能在火星上生活,从地球上运输也很昂贵。“火星2020”携带的“火星氧气现场资源利用实验(莫邪)”设备将探索一种替代方案,试图将火星大气的主要成分二氧化碳转化为氧气。

美国国家航空航天局表示,莫邪是一个小型演示装置,但它使用的技术预计将推动更大、更高效的氧气发生器的发展,从而解决火星上宇航员的呼吸问题,并为从火星返回地球的人类使用的火箭提供氧气燃料。

火星2020将携带一个名为火星地下实验雷达成像仪的地面穿透雷达,这将是第一个在火星表面运行的雷达。科学家将通过其高清晰度图像研究埋藏的古河床和其他地质特征。更重要的是,RIMFAX有望在未来被用于寻找地下冰的储藏地点,并帮助宇航员获得饮用水资源。

太空服

在往返火星的发射窗口打开之前,地球和火星将每26个月在太阳的同一侧。然而,火星没有磁场,也不能利用磁场抵抗来自地球等宇宙的有害辐射,这意味着火星上的第一批宇航员可能不得不面对长期的宇宙辐射,因此设计太空服来保护宇航员免受宇宙辐射成为一大挑战。

美国宇航局表示,“火星2020”将首次携带五种航天服制造材料到火星进行实地测试,包括一种宇航员头盔材料样品和四种织物材料样品。科学家计划使用一种名为“SHERLOC”的科学仪器和一台照相机来研究这些材料对紫外线辐射的防护。