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2020火星車的發(fā)射，你知道嗎？
在 2010 年代，火星迎來了來自地球的 “好奇號(curiosity)” 火星車：2012 年，美國國家航空航天局 (nasa)“好奇號” 火星車登陸火星。2019 年 2 月，在登陸火星 14 年后，“機(jī)遇號 (opportunity)” 火星車宣結(jié)束服役，正式下線。
現(xiàn)在，“好奇號”是火星上唯一一輛還在使用的探測車，這也標(biāo)志著人類探索火星的第一個(gè)十年結(jié)束。
在老一代火星車逐漸退役的同時(shí)，新一批的火星車項(xiàng)目正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備中，并計(jì)劃重新定義未來十年的火星探索之旅。
2020 年夏天，將有三個(gè)不同的火星探測車計(jì)劃發(fā)射到火星：nasa 的 2020 火星探測車，歐洲和俄羅斯的 rosalind franklin 號火星車，以及中國的 “火星一號” 探測車。
如果這三輛探測車能在 2021 年成功登陸火星，那么火星將首次擁有三輛可運(yùn)行的探測車;如果 “好奇號” 仍在運(yùn)行，甚至有可能是四輛。這也意味著，在美國主導(dǎo)火星探測數(shù)十年之后，除了 nasa 以外，還將有兩個(gè)機(jī)構(gòu)的火星車進(jìn)行探測任務(wù)，使火星表面探測任務(wù)實(shí)現(xiàn)多樣化。
以下是計(jì)劃在 2020 年 7 月和 8 月發(fā)射的新一代火星探測項(xiàng)目。
1、火星 2020 探測車
“好奇號”火星車對 nasa 來說是一個(gè)巨大的成功，所以他們決定在 “好奇號” 的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。將于明年正式命名的 “火星 2020 探測車(mars 2020)” 在結(jié)構(gòu)上源自 “好奇號”，不過它比“好奇號” 更大、更重。
火星 2020 探測車將攜帶全新的組件，如火星直升偵察機(jī)，這將是第一架在另一個(gè)星球上飛行的飛行器。
火星 2020 探測車將在 jezero 隕石坑通過 “天鶴(sky-crane)” 助降系統(tǒng)著陸，這與 “好奇號” 在 gale 隕石坑的著陸點(diǎn)類似。數(shù)十億年前，這兩個(gè)隕石坑都被水淹沒，這使得它們成為尋找過去宜居跡象的理想場所。
“好奇號”的任務(wù)是尋找適合生命的成分和條件，它已經(jīng)完成了這個(gè)目標(biāo)?；鹦?2020 探測車配備了能夠識別巖石中是否有潛在化石或生物特征的儀器，并將在 “好奇號” 探測結(jié)果的基礎(chǔ)上開展進(jìn)一步探測。
與 “好奇號” 相比，火星 2020 探測車還配備了一個(gè)更結(jié)實(shí)的鉆頭，因?yàn)樗闹饕蝿?wù)是提取和儲(chǔ)存樣本，在未來的計(jì)劃任務(wù)中可以采集這些樣本，并送回地球。
2、rosalind franklin 號火星車
rosalind franklin 號火星車是以英國 dna 研究先驅(qū)、化學(xué)家 rosalind franklin 的名字命名的，它是歐洲航天局 (esa) 和俄羅斯航天局 (roscosmos) 聯(lián)合開發(fā)的 exomars 系列任務(wù)的最新版本探測車。
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rosalind franklin 號火星車的大小大約是 “好奇號” 的三分之一，它的主要任務(wù)是尋找火星上過去的生命跡象。雖然它的官方著陸點(diǎn)尚...
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NASA發(fā)射了多臺“火星車”，我們竟不知道
對人類旅行者來說，太空探索的標(biāo)志性時(shí)刻發(fā)生在半個(gè)世紀(jì)前，當(dāng)時(shí)尼爾·阿姆斯特朗在月球上留下了第一個(gè)人類腳印。但是，如果你不介意人類被機(jī)器人取代的話，那么，最偉大的太空探索時(shí)代此時(shí)就在火星上展開。
美國國家航空航天局(nasa)的“好奇號”火星車在塵土飛揚(yáng)的鐵銹色火星表面行駛，留下的車轍以摩斯電碼拼出了“j-p-l”。這是nasa噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(jet propulsion laboratory)的縮寫。正是在這個(gè)研究中心，nasa的科學(xué)家和工程師們設(shè)計(jì)并建造了“好奇號”(curiosity)及之前的三臺火星漫游車。
截至目前，所有這些火星車已經(jīng)完成了75公里的旅程，極大地?cái)U(kuò)展了我們對火星環(huán)境的認(rèn)識，也為在宇宙中尋找外星生命提供了動(dòng)力。
無論火星車去到哪里，都會(huì)有令人意想不到的發(fā)現(xiàn)。它們觀察到了干涸的河流、湖泊和災(zāi)難級別的水流痕跡，表明在35億年前，火星的火山活動(dòng)頻繁，液態(tài)水充足。它們還發(fā)現(xiàn)了令人費(fèi)解的大氣變化，暗示著一些未知的化學(xué)過程直到今天仍在進(jìn)行?；鹦擒嚝@得的證據(jù)表明，如果在看似貧瘠的火星表面向下挖掘，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一顆生機(jī)勃勃的——甚至仍然存在生命——的行星。
到目前為止，大多數(shù)火星任務(wù)都是著陸器，目標(biāo)定在某個(gè)特定地點(diǎn)。大多數(shù)任務(wù)(包括蘇聯(lián)的每一次嘗試)都以失敗告終。不過，美國國家航空航天局的5臺火星車都成功登陸并運(yùn)行，盡管目前只有“好奇號”和“洞察號”仍在執(zhí)行任務(wù)。2020年夏天，我們可能會(huì)見證三臺不同的火星探測車發(fā)射，它們分別是nasa的“火星2020”探測車、歐洲空間局的“羅莎琳德·富蘭克林”(rosalind franklin，dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一)火星車和中國的“火星一號”探測車。
旅居者號(1997年7月4日至9月27日)
美國國家航空航天局的旅居者號(sojourner)是一臺小巧可愛的火星探測車，幫助該機(jī)構(gòu)第一次在互聯(lián)網(wǎng)上引起了轟動(dòng)。這輛六輪火星車只有10.6千克重，車頂裝有太陽能電池板。
旅居者號的母飛船為火星探路者號(mars pathfinder)著陸器，登陸之后，旅居者號部署了一個(gè)小型氣象站，用立體攝像機(jī)掃描周圍環(huán)境，并檢查了巖石和土壤的成分。7月7日，旅居者號的頁面瀏覽量達(dá)到了8000萬次，這在互聯(lián)網(wǎng)剛剛起步的時(shí)候是一個(gè)巨大的成功。
旅居者號為后來的機(jī)器人火星探索建立了模板。在旅居者號的探險(xiǎn)地圖上標(biāo)有日期，標(biāo)明著陸后的火星日數(shù)?；鹦翘铰氛咛栔懫鱾骰氐膱D像被拼接在一起，形成了一幅奇怪的全景圖?；鹦巧系拿恳惶於际?4小時(shí)37分鐘，這要求nasa的地面漫游車適應(yīng)火星上不同的晝夜周期。這次任務(wù)的持續(xù)時(shí)間也比預(yù)計(jì)的長得多：83天，而不是原計(jì)劃的7天。
和所有的火星車一樣，旅居者號被派往一個(gè)曾經(jīng)有豐富水源的地方。地球上的生命需要水才能生存，而目前的假設(shè)是，火星上如果存在任何生命，應(yīng)該也都會(huì)以同樣的方式生存。旅居者號著陸后，nasa的科...
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火星車：美國最新“毅力號”帶有目前精密的儀器
2020年地球是個(gè)不不平凡的年份，一方面新冠疫情肆虐。而2020年又是一個(gè)航天爆發(fā)的年份，不僅眾多新型火箭首飛，而且就連去火星也好幾個(gè)國家一起，其中就包括唯一成功降落過火星的美國。
美國本次要發(fā)射到火星的火星車命名為“毅力號”，是一名叫做亞歷山大·馬瑟的13歲學(xué)生起的名字。承擔(dān)這次發(fā)射任務(wù)的是美國宇宙神-5 541火箭，在今年5月19日的時(shí)候該火箭芯級就已經(jīng)通過空運(yùn)方式運(yùn)抵卡納維拉爾角，預(yù)計(jì)最早發(fā)射時(shí)間為2020年7月17日，本次任務(wù)屬于“火星2020”的計(jì)劃部分。
“毅力號”計(jì)劃2021年2月在火星赤道以北的耶澤羅隕石坑登陸，之所以選擇降落在這里，就是因?yàn)檫@個(gè)隕石坑可能曾經(jīng)與一個(gè)湖或者河流相連，有利于尋找生命的跡象，這也是毅力號最主要的任務(wù)之一。
“毅力號”重量為約為1043kg，為了完成本次任務(wù)，它搭載了7臺地球上最精密的科學(xué)儀器，其中包括：
1、擁有全景和立體成像功能桿相機(jī)-z;
2、有成像、化學(xué)組成分析和礦物學(xué)分析等功能的超級相機(jī);
3、用于精細(xì)測定火星表面物質(zhì)的元素組成x射線巖石化學(xué)行星儀;
4、拉曼和熒光光譜儀;
5、火星氧氣就地資源利用實(shí)驗(yàn)室，將首次嘗試性地利用火星上的天然資源制取氧氣;
6、火星環(huán)境動(dòng)力學(xué)分析儀，由西班牙負(fù)責(zé)研制;
7、火星次表層實(shí)驗(yàn)雷達(dá)成像儀，由挪威負(fù)責(zé)研制。
當(dāng)然，這些儀器都是地球上最先進(jìn)、擁有最多前沿技術(shù)的儀器，價(jià)值連城。另外還擁有由23個(gè)攝像頭(包括7個(gè)精密儀器中的相機(jī))組成的“超級眼睛”，使得幾乎可以看到火星所有的角度的景象。這23個(gè)攝像頭包括9個(gè)工程相機(jī)、7個(gè)科學(xué)相機(jī)以及7個(gè)用于在入口、下降、著落的相機(jī)。不僅如此，“毅力號”還配置了2個(gè)麥克風(fēng)，這將使地球上的人類第一次聽到來自火星的聲音。
“毅力號”還配置了機(jī)械臂，用于采集火星樣品。通過一個(gè)名叫bit carousel的采集器鉆到火星表面下面，然后收集樣品，傳送到火星車內(nèi)，再通過一個(gè)叫做adaptive caching assembly的裝置進(jìn)行樣品分析，完成初步分析后將數(shù)據(jù)傳回地球，并將樣品存儲(chǔ)收藏好。由于“毅力號”無法返回地球，所以只能等待美國下一次發(fā)射可返回火星探測器的時(shí)候再取回地球(估計(jì)得等好幾年了)。
“毅力號”火星車在火星上的最快移動(dòng)速度為4厘米每秒，其主要任務(wù)包括尋找火星上存在過的生命跡象，探索火星的氣候和地質(zhì)特征，以及上面所說的收集火星土壤樣本，為未來人類登陸火星做準(zhǔn)備。當(dāng)然不得不說的是，“毅力號”還帶了一架微型直升機(jī)到火星，這是一件很不容易的事情。雖然火星的引力只有地球的1/3左右，但是大氣卻只有地球的1/100，直升機(jī)主要是靠大氣產(chǎn)生浮力，因此十分具有挑戰(zhàn)性。這架直升機(jī)每次只能飛行大約2分鐘，每天都要起飛，主要工作就是拍照了。由于火星晚上的溫度達(dá)到-100℃，因此如何保持直升機(jī)的重量的基礎(chǔ)上還能有良好的保溫效果，這是非常困難的挑戰(zhàn)。能不能“活著”見到明天的太陽...
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好奇號火星探測器：無敵配置的火星車
美國宇航局好奇號火星車在火星著陸，它將展開為期兩年的任務(wù)，主要任務(wù)是探索火星過去或者現(xiàn)在的環(huán)境是否適宜生命存在。下面一起來了解一下好奇號的硬件、軟件配置：
硬件
2004年勇氣號(spirit, mer-a)和機(jī)遇號(opportunity，mer-b)火星探測器著陸火星，它們配備了3mb eeprom、128mb內(nèi)存、256mb閃存。好奇號(curiosity)有哪些變化呢?
好奇號的rover compute element包含兩套完全相同的計(jì)算系統(tǒng)，其中一套作為備用，當(dāng)?shù)谝惶子?jì)算系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)啟用。這個(gè)新的計(jì)算系統(tǒng)采用256k eeprom、256mb內(nèi)存、2gb閃存，cpu為bae rad750(1040萬晶體管，核心頻率110到200 mhz)，基于ibm的powerpc 750設(shè)計(jì)而來，速度達(dá)到400 mips(勇氣號和機(jī)遇號為35 mips)，可以承受-55和70度氣溫變化以及1000gray的輻射水平。
軟件
在軟件方面，nasa不敢冒險(xiǎn)，采用的是一款成熟的、具有27年之久的vxwoks操作系統(tǒng)。vxwoks由wind river systems(已被intel收購)開發(fā)，是在大量嵌入式系統(tǒng)中采用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，之前的火星探測器(旅居者、勇氣號、機(jī)遇號)、火星偵察軌道器、spacex dragon太空飛船采用的都是vxworks。此外，vxworks還廣泛應(yīng)用于bmw idrive、美軍戰(zhàn)斗機(jī)、阿帕奇直升機(jī)、apple airport extreme和linksys wrt54g路由。
其實(shí)，說vxworks已經(jīng)27年之老有些過分，它于1985年發(fā)布，但是在進(jìn)行持續(xù)開發(fā)，去年已經(jīng)是6.9版本了。為什么好奇號要使用vxworks?因?yàn)樗浅？煽?，而且包含成熟的開發(fā)工具鏈，據(jù)推測，其底層調(diào)度和中斷系統(tǒng)適用于處理edl(進(jìn)入、降落和著陸，即“恐怖七分鐘”)這樣的實(shí)時(shí)任務(wù)。
好奇號更多配置：
儀器
好奇號就是一臺有輪子的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，它有17臺相機(jī)，全部配備1600×1200(200萬像素)ccd傳感器。mastcam可將高清晰度的火星景觀以720p 10 fps視頻真彩色傳輸。它還有手臂成像儀，是一個(gè)機(jī)械臂，可以采集火星土壤和巖石并提供顯微圖像。科學(xué)的角度來看，可能最重要的是chemcam相機(jī)，它能向火星巖石或土壤發(fā)射激光，使其表面薄層汽化，而后分析汽化后的成分。它包含一個(gè)可以確認(rèn)受激原子類型的光譜儀和一個(gè)可以捕捉激光照射區(qū)域詳細(xì)圖像的望遠(yuǎn)鏡，其激光器位于好奇號桅桿上。好奇號還有火星手持透鏡成像儀功能相當(dāng)于一個(gè)超級放大鏡，位于好奇號機(jī)械臂末端，可以拍攝火星表面巖石、土壤的詳細(xì)圖像，其精細(xì)度可以達(dá)到拍攝出一根頭發(fā)絲的水平。這臺儀器相當(dāng)于科學(xué)家的一個(gè)高科技手持透鏡，可以對準(zhǔn)他們希望對準(zhǔn)的任何地方。桅桿相機(jī)安裝在好奇號主車身上方的桅桿...
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豪車！好奇號火星探測器——一輛超富有的火星車
提起壕無人性的車，你會(huì)想到什么?勞斯萊斯?布加迪威龍?呵呵，在咱們今天要講的好奇號火星車面前，它們連弟弟都算不上。
火星車，全稱火星漫游車，是指在火星登陸用于火星探測的可移動(dòng)探測器，是人類發(fā)射的在火星表面行駛并進(jìn)行考察的一種車輛。
美國和前蘇聯(lián)曾多次發(fā)射火星車。1997年7月4日，美國“火星探路者”飛船抵達(dá)火星，其攜帶的“索杰納”火星車是人類歷史上第一輛登陸火星的“車”。它和一臺微波爐一樣大，質(zhì)量10.4千克，是一個(gè)有6個(gè)輪子的小機(jī)器人。
火星車為人類了解火星做出了巨大的貢獻(xiàn)，經(jīng)過15年的不斷發(fā)展，2011年，美國航天局(nasa)推出新一代火星車——好奇號。
好奇號火星車臂長2.1m，車輪直徑0.5米，高度2.1m，寬度2.8m，長度3.0m(不包括機(jī)械臂)，大小相當(dāng)于一輛家用型suv。重量達(dá)1噸，是有史以來人類送往另一顆行星的最龐大、最復(fù)雜的設(shè)備。
它于2011年11月26日 23:02在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角航天基地圓滿發(fā)射，助它飛向火星的是宇宙神v型atlas-v541火箭，2012年8月6日13:30成功著陸于火星蓋爾隕石坑，使命依然是探尋火星上的生命元素。
本質(zhì)上來說，好奇號并不是一輛“車”，而是一臺先進(jìn)的移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。好奇號攜帶了大量先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備，其科學(xué)載荷的重量超過了以往任何一次火星車載荷的10倍以上。它可以用機(jī)械臂從地面挖取土壤樣本，用鉆頭鉆入巖石內(nèi)部取樣并送入其“車載”實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行精密化驗(yàn)。
下面咱們就來盤點(diǎn)一下好奇號上的黑科技：
1.火星樣本分析儀。其由質(zhì)譜儀、氣相色譜儀和激光分光計(jì)組成，這些儀器能夠搜尋構(gòu)成生命的要素——碳化合物，負(fù)責(zé)火星巖石樣本的分析。
2.光學(xué)相機(jī)與激光系統(tǒng)。高能激光系統(tǒng)可以在10秒內(nèi)向9米外的火星巖石發(fā)射30次激光脈沖，在大約2億分之1秒內(nèi)釋放100萬w的能量，能夠?qū)r石瞬間融化成為發(fā)光、電離狀態(tài)的離子漿。旁邊的光學(xué)相機(jī)通過分析離子漿發(fā)出的光線，能夠確定巖石中的元素組成。話說這應(yīng)該是人類第一個(gè)投入星球大戰(zhàn)實(shí)戰(zhàn)的激光炮武器了。
3.中子反照率動(dòng)態(tài)探測器。安裝在好奇號車身背部，負(fù)責(zé)尋找火星地下的冰和含水礦物質(zhì)。原理是向地面發(fā)射中子束，而后記錄下中子束的反彈速度。h原子能夠延緩中子的速度，如果大量中子速度遲緩，便說明地下可能存在水或者冰。它能夠發(fā)現(xiàn)地下2米深度、濃度只有0.1%的水。
4.環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。安裝在好奇號桅桿頂部下方，負(fù)責(zé)測量火星的大氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、地面溫度以及紫外輻射等等數(shù)據(jù)，并將其匯聚成每日、每季報(bào)告，幫助科學(xué)家了解火星環(huán)境。
5.輻射評估探測器。負(fù)責(zé)測量火星上所有的高能輻射，例如高速移動(dòng)的質(zhì)子和伽馬射線，以便科學(xué)家確定未來宇航員登陸火星時(shí)會(huì)受到多大劑量的輻射傷害，同時(shí)推測火星有生命的可能性。
6..α粒子x射線分光計(jì)。安裝在好奇號機(jī)械臂的末端，負(fù)責(zé)測量火星巖石和泥土中不同化學(xué)元素的數(shù)量。原理是通過發(fā)射x射線和...
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美國火星探測器，40年來的發(fā)送的火星車已有這么多！
隨著深空探測逐步推進(jìn)，火星探測成為各國航天事業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。美國一直熱衷于火星探測，近日更是在該領(lǐng)域取得巨大成果。美國“好奇”號火星車成功在火星著陸，成為了人類在火星登陸的最精密移動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
隨著深空探測逐步推進(jìn)，火星探測成為各國航天事業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。美國一直熱衷于火星探測，近日更是在該領(lǐng)域取得巨大成果。美國“好奇”號火星車成功在火星著陸，成為了人類在火星登陸的最精密移動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，對太空探索研究具有重要意義。
在過去的40多年來，美國發(fā)射了眾多火星探測器，我們盤點(diǎn)下美國那些年發(fā)射過的火星探測器。
1975年8月，美國“海盜1號”發(fā)射并順利抵達(dá)火星，軌道探測器工作了4年，著陸器則工作了6年，對火星表面進(jìn)行大量拍照。1996年11月美國發(fā)射了“火星環(huán)球觀測者”，進(jìn)行了繞火星軌道飛行。到2006年“火星環(huán)球觀測者”因電池故障，與地面失去了聯(lián)系。
1997年7月，美國“火星探路者”號飛船以及“旅居者”號火星車在火星著陸，并發(fā)回大量數(shù)據(jù)信息，是火星探索中不可磨滅的功臣。1999年1月，美國發(fā)射“火星極地著陸者”號，但在火星降落過程中著陸器以及攜帶的兩個(gè)小型探測器都與地面失去聯(lián)系。
2001年4月，美國又發(fā)射了“奧德賽”號探測器，一直工作至今。2003年6月“勇氣”號火星車發(fā)射，同年7月“機(jī)遇”號火星車也發(fā)射升空。盡管“機(jī)遇”號火星車目前仍在超期服役，但可惜的是“勇氣”號火星車已與地面失去聯(lián)系。
2007年8月，美國又發(fā)射了“鳳凰”號火星著陸探測器，并于次年5月成功降落在火星，但在2010年5月“鳳凰”號火星著陸探測器的太陽能電池板受損，并最終終止了運(yùn)行。直到2012年8月，美國發(fā)射的“好奇”號火星車在火星表面成功著陸，將會(huì)為人們帶來更多火星的信息數(shù)據(jù)，推動(dòng)人類對火星的探索和認(rèn)知。
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