支持财付通在线博彩,我们再找你“火星救援”时——机遇号2月14日正式结束任务
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支持财付通在线博彩,我们再找你“火星救援”时——机遇号2月14日正式结束任务

支持财付通在线博彩,2019年2月14日,在长达8个月的失联后,火星探测车“机遇号”正式被美国国家航空航天局(nasa)宣布结束任务。

这台原定任务周期90天,实际工作长达15年的火星车终于结束了它的使命。大量天文爱好者在网上表达对“机遇号”的缅怀。

自2004年登陆火星以来,“机遇号”和它的孪生兄弟“勇气号”火星车取得了众多重大发现,其中最为人熟知的便是在火星上发现了液态水存在的痕迹。

在遥远的太空中,仍有数个像“机遇号”一样的巡视器在缓缓前行,如我国自主研制发射的“玉兔1号”和“玉兔2号”,正带给人类从未发现过的宇宙真相。

前赴后继的漫游者

巡视器,又名漫游车(rover),指发射到火星、月球等天体上,具备自主运行和移动功能的太空探测器。在月球和火星上运行的巡视器,常常被称作“月球车”和“火星车”。

巡视器不同于环绕天体运行的轨道器和在天体地面固定运行的着陆器,这种探测器最大的优势在于可移动,因此能在多个地点完成探测任务。

2004年1月,两辆一模一样的巡视器——“勇气号”和“机遇号”火星车分别成功着陆火星,开始了探险之旅。

原定观测周期92天的两辆火星车都大大超额完成任务。其中“机遇号”竟正常工作15年,累计行驶45.16公里,成为有史以来工作时间最长、行驶距离最远的巡视器。

上世纪70年代起,各国陆续研制巡视器。1970年11月17日,苏联发射了世界上第一辆无人驾驶、自主运行的月球车“月球1号”。“月球1号”在月球雨海地区考察了约8万平方米的月面。

自那以后,各国天文机构陆续向月球、金星、火星等天体发射了数十台巡视器。然而由于技术不成熟等原因,早期的探测器大多失败坠毁了。

尤其在火星,直到1997年7月4日,美国国家航空航天局才将“旅居者号”巡视器成功发射至火星,成为人类成功送往火星的第一部火星车。

我国巡视器研制和生产时间较晚,2013年12月15日,“玉兔1号”驶抵月球表面,在月面工作了972天。2019年1月3日驶抵月球表面的“玉兔2号”如今刚刚进入月夜休眠模式,此前已在月球正常行驶约120米。

坎坷的科研之旅

由于巡视器自身携带精密仪器,在远离人类家园的天体上长期自主运行,巡视器从发射入太空到执行任务都面临重重考验。

其中,将重达180千克、存在多处脆弱结构的天文仪器安全着陆火星表面,就成了最重要也是最困难的任务之一。

近年来,随着科学工作者的经验积累和技术不断进步,巡视器的着陆演化出多种方式,大大提高了巡视器着陆的成功率。

荷兰代尔夫特理工大学航天学博士毛新愿介绍,目前探测器着陆天体表面的方案总体上分为三类。分别是用直接火箭反推,用反推火箭和气囊配合降落,以及用“空中吊车”悬挂巡视器降落。

在探测器进入大气层后到距离天体表面一定距离前,三类方案都首先使用隔热罩和降落伞组合减速,并开启测距雷达,待测得离地面到达一定距离后就开始方案。

第一类方案:用着陆器携带的反冲火箭反推减速。该方案最安全,但由于着陆后探测器上沉重的燃料罐和火箭系统无法脱离,因此不适合需要移动的巡视器。

第二类方案:巡视器包裹在巨大气囊中,反推火箭减速后与气囊分离,气囊迅速充气在地面多次弹跳,待稳定后巡视器驶出。该方案的缺点在于气囊缓冲能力有限,巡视器的重量受限制。

第三类方案:巡视器悬挂在装有强力火箭的“空中吊车”上,将巡视器安全着陆地表后,“空中吊车”和巡视器分离并在附近坠毁。该方案是最新出现的,也是技术难度最高的。

“机遇号”使用的是第二类方案,而我国的“玉兔1号”和“玉兔2号”使用的都是第一类方案,具体操作方式是首先用反冲火箭将“嫦娥三号”“嫦娥四号”着陆器安全着陆,之后着陆器挂载的巡视器再驶向月球表面。

技术带来的无限可能

“机遇号”着陆火星,和“玉兔1号”“玉兔2号”登陆月球,这其中需要哪些技术支持?毛新愿介绍,火星和月球的环境特征各有不同,需要攻克的技术难点也不相同。

巡视器在火星登陆,需要攻克的主要技术难点是距离。

在火星登陆探测器,需要寻找一个登陆“窗口期”,这是由于火星离地球过于遥远,一次从地球到火星的星际旅行需要长达200天以上。

为了最大化地节省资源,需要等到火星在轨道上运行至接近地球的时机再发射火箭,而这个机会每26个月才有一次。

由于火星离地球过远,地球和火星之间的通信面临数分钟到20余分钟的延迟,这导致要着陆在火星的探测器必须自主完成整个着陆流程,在7分钟左右的时间里自主完成上千个操作。

月球登陆的难点主要在于“潮汐锁定”。“潮汐锁定”指作为卫星的月球引力受地球影响,导致其自转一次大约需要一个月时间,且月球永远只以一面面向地球。这导致月球有长长的月夜和永远不面向地球的月背。

2月13日,月球背面的“玉兔2号”再次进入月夜休眠期。由于巡视器大多以太阳能板供电,长达14天的月夜时间里,巡视器只能选择休眠,如何保证休眠后能够再次运行,是巡视器登陆月球后面临的一大难点。

此外,在月背登陆的“玉兔2号”,由于永远背向地球,无法同地球直接建立通信,必须通过地月中继卫星“鹊桥号”“传话”,成为此次“玉兔2号”在月背工作的另一难点。

毛新愿介绍,巡视器经过数十年的发展,各项技术都有了全方位的提升。以火星为例,上世纪70年代苏联在火星南部着陆的数台探测器全部失败了,其中不仅有技术落后的原因,火星南部地形复杂也是探测器着陆须要克服的困难。

如今,“玉兔2号”能够在同样复杂的月背南极—艾特肯盆地实现登陆,正反映了技术的不断进步给人类带来无限可能性。

漫漫“回家”路

“机遇号”退役吸引大量关注,拟人化有不小的功劳。巡视器因自成一体、可自主行动,近年来被人冠以姓名拟人化,吸引了除科学工作者、天文爱好者之外更多人的注意。

我国研发的“玉兔1号”“玉兔2号”在执行任务期间,都以拟人化形式在社交平台发布信息,同网友频繁交流互动,获得不少人的青睐。

2月12日,科学记者雅各布·马戈利斯将“机遇号”失联前发布的最后一组信息,用拟人化的方式转写为“我快没电了,这里也越来越暗了”,被网友们大量转发。

“我们还能否再见到‘机遇号’?”“谁来带‘机遇号’回家?”网友们纷纷留言。

全程参与设计建造“机遇号”和“勇气号”的科学家史蒂文·斯奎尔斯在接受采访时曾坦言,设计“机遇号”时就把火星当成它最终的归宿,“火星就是它的家,是我想让他驻留的地方。”

一些感性的网友则设想在未来火星移民后,能够根据巡视器最终被记录的定位找到它们,带回地球在博物馆珍藏。不过,目前的技术水平还不允许人类将百余千克重的物质带回地球。

巡视器暂时无法“返乡”,不过巡视器采集的样本能够先回来。2018年9月23日,日本在小行星“龙宫”上投放的2辆巡视器,就准备将采集的岩石样本带回地球。美国亦宣布了将火星表面样本带回地球的计划。

这些来自外太空的标本,能够在地球的研究机构分析到更多资料。今后,采集样本回归地球,将成为未来巡视器需要担当的一项重要使命。也许随着技术的不断进步,人类最终也能将这些太空“英雄”带回故乡。

人类为何执着于到天体表面“看看”?

1961年,阿波罗载人登月计划成功实施,人类在1969年第一次有能力踏上除地球以外的其他天体。在月球,宇航员留下了他们的足迹;而在地球,宇航员带回的约382千克月面标本,给人类开启了新的知识大门。

2004年起,机遇号和勇气号开始了在火星上的常年探索,带回了大量极具价值的数据:从在火星上发现的各类矿物,到被水冲刷过的矿石,科学工作者们据此得出结论:火星与地球的结构非常类似,甚至可能曾经有一个存在地表水、适宜生命生存的环境。

为什么我们将目光放眼其他天体?在美国国家航空航天局介绍巡视器“火星极地登陆者”号的官方页面中给出的回答是:研究火星这个数十亿年前拥有,如今却失去地表液态水的行星,有助于我们对推动地球气候变化的力量有更多认识。

由于火星上存在稠密大气层等原因,人类通过在地球表面或通过轨道探测器观测火星地表详细状况能得到的情报十分有限,在地面的着陆器和巡游器则能更好地完成任务。

因为火星大气层影响,我们从星球外侧观测获得的情报很有限。在月球背面,如果不借助探测器的帮助,我们则很难获得任何信息。

在人类目前技术条件还无法亲身到达的地方,探测器就像是人类的另一双“眼睛”。

毛新愿介绍,由于地球的风和水常年侵蚀地表,但在诸如月球这样的天体上,由于没有侵蚀,地表岩石所携带的信息更多,年代也更久远。在天体上工作的探测器们,有时比我们知道得更多。

【文字】泠汐

【视频剪辑/拍摄/解说】王诗堃 泠汐

【作者】 泠汐;王诗堃

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端 南方号~深度~科技能见度

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