新智元報道

來源：NASA

編輯：編輯部

【新智元導讀】北京時間2月19日4時55分，毅力號火星車帶著刻有10932295人姓名的硅芯片，不經(jīng)變軌直接墜入火星大氣層，隨后，它向地球傳回一張火星表面照片，確認著陸成功！接下來，毅力號將進一步搜尋火星生命的跡象，開啟人類探索火星新階段。

登陸日終于到了！

美國東部時間下午3:55分，2021第一個火星探訪者——NASA「毅力號」漫游器正式登陸！

幾分鐘后，毅力號傳回了第一張火星圖片，并配文：Hello, World.

并不平整的火星表面訴說著一股荒涼感，而毅力號的倒影則代表了人類探索宇宙的縮影。

再聽一聽來自火星的聲音：

嗡嗡的環(huán)境音透露著火星的神秘與恐懼，毅力號將在接下來的2年里，代替人類執(zhí)行探索任務。

這臺火星車造價高昂，前后花費約27億美元；而它的任務也十分明確：探索火星生命跡象！

「恐怖七分鐘」到「空中吊車」，毅力號降落整體過程

毅力號tweeting from Mars！

但誰能想象？就在剛剛，毅力號「生還」并成功著陸的概率僅有40％，這段時間被稱為「恐怖7分鐘」。

在著陸過程中，我們需要延遲11分鐘以上才能從火星收到無線電信號，這意味著，著陸所需的7分鐘，火星車要自主完成。

如果失敗，耗資27億美元的火星任務也將灰飛煙滅。

「恐怖七分鐘」過程如下：

進入大氣層：20:48 GMT（格林尼治時間2月18日）

重量超過一公噸的航天器以每小時12000英里（每秒約5公里）的速度撞上火星大氣層，進入大氣層75秒后，飛船的隔熱層將經(jīng)受2370華氏度的峰值加熱。

根據(jù)航天器進入大氣層240秒后的位置，范圍觸發(fā)器通知70.5英尺寬的降落傘何時展開。

20:52 GMT，降落傘開啟。

降落傘展開75秒后，火星車的速度降至90米／秒。

20:54 GMT，引擎驅(qū)動下降。

20:55 GMT，起落架放下。

隨后，一個自太空時代來臨以來最不可能的技術(shù)：空中吊車（sky crane）再次被展現(xiàn)：

在與降落傘分離之后、完全降落之前，空中吊車會啟動8個強力反沖火箭，使得在馬上降落至地面時進行短暫的空中懸停，用三根長達7.5米的尼龍繩將毅力號懸吊下來。

當感應到毅力號落地時，尼龍繩和電纜會瞬間被切斷，而完成使命的空中吊車，會在飛向遠處耗盡能量之后，墜毀在火星表面。

9年前，好奇號也以此方式著陸于火星。

地球上的我們呢？

實際上，當任務小組聽到航天器進入大氣層的消息時，火星車已經(jīng)降落在地面上了。

此次毅力號的著陸地點是北緯18度的杰澤羅（Jezero）隕石坑，Jezero隕石坑寬約28英里 ，位于 Isidis Planitia 的西部邊緣，是一個位于火星赤道以北的巨大撞擊盆地。

這是一個存在于39億年前的古老湖泊，科學家已經(jīng)確定，35億年前隕石坑有自己的河流三角洲，并充滿了水，毅力號將在那里的巖石和土壤中尋找微化石。

毅力號可能經(jīng)過 Jezero 隕石坑的路線

這個小小的著陸點不是平坦和光滑的，而是布滿了沙丘、陡峭的懸崖、巨石和小隕石坑。后續(xù)，毅力號收集到的樣本將在2030年之前被送回地球，這或許能幫助回答一個大問題：火星上曾經(jīng)存在生命嗎?

與以往不同的是，此次毅力號不是自己去火星，一同前往的還有名為智慧號（Ingenuity）的直升機，它獲此殊榮，成為第一架前往其他星球飛行的直升機。

火星上的大氣層非常稀薄，所以直升機的設(shè)計必須輕巧，同時包括比地球直升機更大、更快的旋翼，以便讓它飛上天空。

智慧號僅重4磅，攜帶了兩個攝像頭，四個碳纖維葉片、太陽能(000591,股吧)電池和電池。在毅力號著陸的60-90天左右，直升機將與火星車分離，成為火星車探索的「副手」，為其提供精準的地圖。

具體而言，直升機依靠太陽能充電，每個火星日飛行約90秒。

NASA稱，如果智慧號成功，它可以為未來火星任務中使用更先進的機器人飛機鋪平道路，包括機器人和人類。

七大「神器」

本次毅力號攜帶的七大科學儀器是獲取火星地質(zhì)、大氣、環(huán)境條件和潛在生物特征信息的最先進的工具。

Mastcam-Z：這是位于桅桿上的變焦全景相機，具有全景和立體成像能力；能夠鑒定火星表面巖石含有的礦物質(zhì)，還能夠協(xié)助毅力號的操作。

SuperCam：這是一臺激光超距分析儀，能夠遠距離利用高清相機、激光和光譜儀對火星上的巖石和土壤成分進行分析。消耗功率大約17.9瓦。

PIXL（Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry）：X射線光譜儀，能夠利用礦物對X射線產(chǎn)生熒光的原理進行更加精確的分析。裝配有微距相機，可以拍攝巖石和土壤質(zhì)地的超近距離照片。它可以看到像鹽粒一樣小的特征，這些信息有助于科學家尋找火星上過去微生物生命的跡象。

SHERLOC（Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals）：這是紫外光譜儀，使用攝像機、光譜儀和激光來尋找被水環(huán)境改變的有機物和礦物質(zhì)，這些可能是過去微生物生命的跡象。同時這臺儀器上還安裝有一臺高分辨率的彩色相機。

MOXIE（Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment）：從火星的二氧化碳大氣中制造氧氣�；鹦谴髿庵卸�氧化碳占95%，這臺儀器將進行一項非常重要的實驗，即通過化學反應從火星大氣的二氧化碳中制取氧氣。

MEDA（Mars Environmental Dynamics Analyzer）：火星環(huán)境動力學分析儀，主要進行天氣測量，包括風速和方向，溫度和濕度，還測量火星大氣層中的沙塵粒子的數(shù)量和大小。

RIMFAX（Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment）：這是雷達探測儀，用透地雷達觀察地表下的地質(zhì)特征，能夠達到厘米級別的分辨率。

攜帶了這些科學儀器，充足的動力就是持續(xù)探測的保障。因為火星沙塵暴足以遮擋90%的太陽光，所以太陽能發(fā)電無法滿足需求。

此次毅力號使用了「放射性同位素熱發(fā)電機」（Radioisotope Thermoelectric Generator，縮寫為RTG）提供電能，即核動力。通過熱電偶裝置把放射性同位素钚-238衰變產(chǎn)生的熱直接轉(zhuǎn)換為直流電來提供火星車的行駛和各項儀器設(shè)備使用。

人類火星探索之旅

火星是距離地球第二近的行星，也是太陽系內(nèi)，除地球外，最適宜人類居住的行星，一直以來都是學術(shù)研究的焦點和「外星殖民」的候選地之一。

火星的太陽日時長24小時39分35.244秒，與地球一日時長十分接近。

火星直徑只有地球的一半，所以體積更小，平均密度也更低。

火星的轉(zhuǎn)軸傾角為25.19°，與地球的23.44°較為接近，因此火星季節(jié)與地球相似。

但是，火星的1年相等于地球的1.88年，因而火星上各季節(jié)的長度，比地球長將近一倍。

NASA的火星探測漫游者、鳳凰號火星探測器和ESA的火星快車號最近在火星進行過觀測活動，證實火星蘊藏「凍結(jié)的水」。

但是，低溫、稀薄的大氣層（僅相當于地球大氣層的0.7%）、只有地球重力的38%、平均溫度在零下87°C與零下5°C……這些苛刻條件讓人類望而卻步。

但我們從未停止放棄的想法。

早在20世紀60年代，人類探測火星就開始起步。2020年之前，共實施了44次火星探測任務，但只有8次成功著陸，比率僅為18%.

火星探測器全家福

天問一號：中國探火出發(fā)！

2020年7月23日12時41分，「胖五」帶著「天問一號」點火出發(fā)，中國邁出行星探測的第一步：「奔向火星」！

2021年2月10日，「天問一號」順利實施近火制動，完成火星捕獲，正式踏入環(huán)火軌道。

「天問一號」探測器拍攝的第一張火星圖像

天問一號計劃于2021年5月至6月?lián)駲C實施火星著陸，如果成功著陸，我國將成為世界上第一個首次通過一次任務實現(xiàn)火星環(huán)繞和著陸巡視探測的國家，也將成為世界上第二個實現(xiàn)火星車安全著陸和巡視探測的國家。

希望號：「阿拉伯世界」首個火星探測任務成功完成！

北京時間2021年2月10日0:08分，阿聯(lián)酋「希望號」火星軌道探測器完成近火制動后進入預定軌道。

「希望號」主要任務是拍攝火星大氣層圖片，研究火星大氣的日常和季節(jié)變化。

2020年7月20日，「希望號」在日本種子島太空中心由日本H-2A運載火箭發(fā)射升空，比中美都快了一步。

這由阿聯(lián)酋和美國科羅拉多大學波德分校聯(lián)合開發(fā)，將典型的中東土豪模式發(fā)揮得淋漓盡致——你出技術(shù)我出錢。

「希望號」發(fā)回的第一張火星照片

NASA

NASA更是前前后后發(fā)射了數(shù)個火星探測器：

從小到大分別為旅居者號，勇氣號/機遇號，好奇號的測試車 圖源：NASA

其中，好奇號火星車于2011年11月發(fā)射，2012年8月成功登陸火星表面。它是世界上第一輛采用核動力驅(qū)動的火星車，其使命也是探尋火星上的生命元素。

而且，NASA在有太空探索任務的時候，都會通過「網(wǎng)絡(luò)征集名字」。

2011年，好奇號征集到100多萬名字；2018年，洞察號火星車收集到的名字大約有240萬。

為了2020年的毅力號的發(fā)射任務，NASA開展了「發(fā)送你的名字到火星」的活動，最終征集了10932295個名字，這些名字是用電子束雕刻的方式刻在三塊指甲蓋大小的硅片上。

不知道「火星專業(yè)戶」馬斯克老師，有沒有讓自己的名字率先登陸火星呢？

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