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[发射任务] [原创翻译]“毅力”号开启其前往火星之旅

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发表于 2020-08-01 11:16 | 显示全部楼层 |阅读模式

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https://zine.la/article/8bdd5312cf654dfa8a8223a26e411a31/

“毅力”号开启其前往火星之旅



NASA的新火星车今天开启了其数百万公里的旅程,在到达后它将回答如下问题:火星上是否存在过生命?

在火星上有一个宽达近50公里的陨石坑,名为Jezero,在几种斯拉夫语言中这都是“湖”的意思。它位于火星东部巨大的Isidis Planitia平原的西侧,在几个月后它将成为“毅力”号的家园,这是一种新的自动机器人(火星车),其大小相当于一辆SUV车,NASA今天从卡纳维拉尔角将其发射。这辆火星车可以被认为是已经探索火星8年了的“好奇”号的近亲,它将面临一个艰巨而雄心勃勃的任务。就是要回答有关那个遥远世界的问题,那个世界与我们的平均距离为2.54亿公里:火星上是否曾经有过生命?

“毅力”号于今天下午1:50(意大利时间)从美国主要发射基地卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)发射,是世界上最著名的发射基地之一,当年人类探索月球的“阿波罗”系列任务也是从此出发。

在巨大的美国联合发射联盟公司“宇宙神5”型运载火箭上,没有宇航员与“毅力”号相伴,后者在进入轨道后,开始了其曲折的星际旅行,并于明年2月到达火星。

一辆熟悉的火星车
这项名为“火星2020”的任务经过了7年多的准备,是近年来美国NASA最雄心勃勃的行动之一。 到达火星并不容易,而且要在其表面着陆任何东西则是更加地复杂,因为迄今为止所进行尝试过的太空机构都知道的。实际上,美国仍是当今唯一成功实现受控着陆火星的国家,已将多辆火星车带到那里。其中最重要的无疑就是“好奇”号,它在2012年抵达后至今仍能工作,并仍在收集有关火星的各种宝贵信息。



初看上去,无论是在尺寸上(3米长乘以2.7米宽)还是在形状上,它都有六个轮子,以及顶部带有摄像头和其他传感器的标志性转塔,“毅力”号都与“好奇”号颇为相似。实际上,近年来,美国NASA下属的制造太空机器人的喷气推进实验室(JPL)的工程师们一直在努力创造出比“好奇”号要更先进,更重的版本,并从以往驻留火星的火星车的各种设计错误和各种小小的意外事件中吸取了教训。

例如,对轮子就进行了重新设计,以使“毅力”号能在崎岖不平的火星土壤上更容易移动,并且摄像头也换上了比“好奇”号分辨率更高的传感器所取代。这意味着,当火星车处于工作状态时,它将能够向地球发回更加高清的图像,这将使我们能够以从未有过的方式观察火星。非凡的图像不仅具有美学价值,而且还能对Jezero陨石坑地区的土壤组成和构造进行更准确的分析。


测试阶段的“毅力”号

生命?
NASA的研究人员并非偶然地选择了这块火星区域着陆:由于近年来所发射的环绕火星运行的各个探测器所进行的观察表明,Jezero曾经拥有过一条河流,并流入了一个湖泊。河道可能带来了沉积物和矿物质,而湖中的沉积物和矿物质可能是养活微生物和其他形式生命的合适混合物。

从探测器发回的数据来看,该地区似乎是寻找非常原始的生物痕迹的理想场所,这些生物可能在数十亿年前广泛分布在火星上,当时的火星有部分被液态水所覆盖,不像如今这样的暗淡和荒凉。


“毅力”号在Jezero陨石坑的预计着陆地点

到达Jezero后,“毅力”号将对化石分子进行搜寻,也就是由于过去存在过生物而出现的结构和矿物。 这些迹象可能有多种类型:至少在我们地球上已知的构成生命的基本成分中,能产生生物的化学元素,即由碳和氢所组成的分子。

火星车配备了7种不同的仪器,可用于搜索这些线索;除照相机外,它们还包括用于分析土壤及其成分的雷达和激光系统。但是“毅力”号也将做一些以前从未尝试过的事情,这是一项极富雄心的计划的一部分,该计划将使美国NASA和欧洲航天局(ESA)在未来十年保持忙碌:即收集火星土壤用以发送回地球,以进行更深入地进行分析。

火星运送
将到达火星的“毅力”号,携带有43根钛管,这将成为一个微型仓库,将用钻头所采集的样品保存在火星上,等待另一个火星任务将它们带回到地球。钻头设置在火星车的一个机械臂上,可以依靠9个钻头来钻不同密度的土壤。每装填一根钛管,“毅力”号就将其存储在其下部,那里另有一个机械臂负责为样品拍照,并最终确保将钛管严格密封。


JPL的技术人员们正在安装用来存储样品的钛管

考虑到只能采集有限数量的样品,因此决定在哪些区域进行提取并不容易,并将成为研究人员们讨论的一个主要议题。为了要确定钻探的区域,当火星车在大型陨石坑内缓慢移动时,他们可以依靠其在周围环境中所收集的数据来进行决策。

该任务要求至少收集到20个样品,以便将来带回到地球,尽管研究人员们确信他们将能够填充满所有的43个钛管。不过要记住,这个不寻常的采集活动将发生在距我们数亿公里的地方,并且将由一个机器人来进行管理,并由我们的星球发出无线电指令,而这些指令平均需要15分钟才能到达火星。

一旦收集了样品,研究人员们还将需要决定将它们脱离“毅力”号,并留在火星地表上的位置。尚不清楚他们是否会将这些珍贵的物品留在一个地方,或是决定创建两个独立的存放处,以便在一旦出现问题时,至少能保留下一个微型仓库。钛管的设计可以持续使用至少20年,而不会被火星的环境所破坏,因此,钛管能提供足够长的时间来完成回收任务的研发,而就此尚有一些方面有待澄清。

美国NASA和欧洲ESA已决定在这个第二阶段进行合作,目前看来这有些复杂。该设想是在将来向火星发送新的火星车,其任务是回收样品并将其装载到一部微型火箭上,然后将其推入火星轨道。装有样品的模块应该要被围绕火星轨道上的探测器所拦截,然后进行一次行星际旅行以返回地球。这一切都非常复杂,但这对于行星研究将是一个巨大的机会。

污染
实际上,一旦到达了我们的星球,就可以使用比放在火星车上的仪器更为精确和完善的仪器来分析在火星上所采集到的样品。这些分析将允许对岩石和土壤的各层进行更详细的研究,从而更容易地识别生命的痕迹,例如单细胞生物的化石。

现在就收集样品并保持密封的决择也并非偶然的:每次执行火星任务,都会增加来自地球的物质和微生物污染火星的风险。美国NASA和其他太空机构尽一切努力将这种风险降到最低,在无菌环境中工作并烘烤机器人,然后将其发送到火星,但没有任何系统可以保证完全地净化。钛管将使样品无污染,或者至少具有将我们不慎带到火星上的被污染了的样品与已知样品进行比较,以便将它们从分析中排除。

一个月的窗口
如果天气条件不允许今天发射,那么NASA将有不到一个月的时间来规划一次新的发射尝试。时间取决于地球和火星在各自轨道上的位置,在这个时期要比平常更近。如果今年夏天发射任务被取消,那么NASA将不得不再推迟几年,等待两颗行星再次接近。



除了“宇宙神5”型运载火箭的一些技术问题导致任务准备工作延误外,新冠病毒疫情也使得任务的组织变得复杂。最近几个月,就在确定一些细节至关重要的细节的时刻,NASA的研究人员和工程师们不得不在家工作或保持物理距离,分班围绕火星车和火箭开展工作。然而,任务继续进行,没有重大中断,一切都是为了避免错过地球靠近火星的难得的发射时机。

其他国家的航天机构也利用了这一时机。在过去的几周中,阿拉伯联合酋长国和中国都向火星发射了任务。阿联酋计划发送一个探测器,该探测器将留在火星轨道上,而中国计划将自己的火星车降落在火星上:这将是第一个降落在火星表面行动的非美国机器人,但要执行受控降落绝非易事,而对于“毅力”号这也同样是其主要的障碍。

到达
在保护罩内以每小时2万多公里的速度飞行了6个多月后,“毅力”号将开始减慢速度进入火星大气层。4分钟后,它便达到了每小时1,600公里的速度,此后不久,它就到达离火星地面约11,000米的高度,并会打开降落伞,开始制动。

保护罩将打开,将火星车用带有反推火箭的绞盘钩住,然后点燃火箭以稳定下降。绞盘最终会将火星车降到地面,然后在最后一刻绞盘释放,然后飞行数百米,以与“毅力”号相距安全的距离坠落在地面上。一切都是自动程序,NASA希望能重现“好奇”号的成功,而“好奇”号的成功降落就是以相同的程序进行的。



火星直升机
“毅力”号将不会孤单:它在探索Jezero大型陨石坑的过程中,还有“机智”号(Ingenuity)陪伴,这是一种类似于直升机的小型无人机。这将是火星探索历史上第一个在火星上升空并探索其领土的物品,尽管其行程很短。

“机智”号上没有科学仪器,从某种意义上说,它本身就构成了科学实验。它旨在检查无人机是否能在火星上飞,尽管它的大气非常稀薄:与传统的火星车每天几米的运行相比,它的成功有可能为快速运动的新概念机器人铺平道路 。


艺术展示下的“毅力”号和“机智”号

有人说火星是我们所知的唯一一个完全被机器人所占据的星球。“毅力”号和“机智”号将加入不断壮大的火星机器人团队,它们可以帮助我们了解是否曾经在那个世界可有其他的住户光顾,而随着每次的火星任务,那个世界会离我们渐行渐近。

(原文:2020年7月30日意大利邮报)
(乜獬豸翻译)
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CDer:001072336
发表于 2020-08-01 14:06 | 显示全部楼层
支持楼主的翻译工作,顶!
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CDer:000251872
发表于 2020-08-01 20:13 | 显示全部楼层
“毅力”号 目前自动开启安全模式,不知啥原因,“坏笑”!
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CDer:000637816
发表于 2020-08-01 20:36 | 显示全部楼层

RE: [原创翻译]“毅力”号开启其前往火星之旅

jacksmith 发表于 2020-08-01 20:13
“毅力”号 目前自动开启安全模式,不知啥原因,“坏笑”!

待机巡航吧
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CDer:001122442
发表于 2020-08-01 20:49 | 显示全部楼层

RE: [原创翻译]“毅力”号开启其前往火星之旅

jacksmith 发表于 2020-08-01 20:13
“毅力”号 目前自动开启安全模式,不知啥原因,“坏笑”!

解除了,改成正常巡航模式奔火星去了
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CDer:001122442
发表于 2020-08-01 20:50 | 显示全部楼层
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CDer:000959658
发表于 2020-08-05 08:15 | 显示全部楼层
美国的火星接力采样方案,和我在载人月面着陆与上升飞行器创意方案征集大赛里的月球采样方案很类似,不知道谁的更早一点。
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CDer:001091014
发表于 2020-08-05 08:45 超大游击队员 | 显示全部楼层
能源灵感中心 发表于 2020-08-05 08:15
美国的火星接力采样方案,和我在载人月面着陆与上升飞行器创意方案征集大赛里的月球采样方案很类似,不知道 ...

什么样的方案?具体讲讲呗
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CDer:000959658
发表于 2020-08-05 10:38 | 显示全部楼层

RE: [原创翻译]“毅力”号开启其前往火星之旅

没见过泰山 发表于 2020-08-05 08:45
什么样的方案?具体讲讲呗

都是前边遥控车采集样本,后边再派遥控车接力取回样本。
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