热门:2020火星三杰齐了：美国56年来首探火星生命

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原创信仪智东西

看点: nasa台火星车天！ 这次的目标是寻找火星史微生物。

智东西7月30日宣布，北京时间今天19点50分(美国东部时间7点50分)，发射了搭载nasa根性号( perseverance )火星车的atlas v-541火箭。

搭载nasa根性火星车的atlas v-541火箭即将发射

到目前为止，根性号是“蠢蠢欲动”，但作为火箭测试的一环，问题层出不穷，nasa不得不将根性号的发射时间推迟3次，美国这次赶不上发射时间的“第一”，按下了“大轴”。 根气号最晚出发，但其技术积累确实最深。

▲atlas v-541火箭搭载相机视野发射图像

北京时间7月20日上午5点58分14秒，阿拉伯联合酋长国希望号火星轨道器发射。

北京时间7月23日12点41分，中国天问1号火星探测器发射。

▲阿拉伯联合酋长国希望号(左1 )中国天问1号(右1 )

从那以后，今年7~8月在火星探测器的发射窗口期选择“扎堆”发射探测器的3个国家的发射任务顺利开始了。 我们期待中国、美国、阿拉伯联合酋长国三国的火星探测器到达火星。 在这颗红色行星周围“聚集”。

如果美国这次任务顺利进行，根气号火星车将从美国佛罗里达州卡纳维拉尔空军基地的发射台经过7个多月的旅程，在火星的杰零陨石坑( mars )着陆，执行美国的第九次火星着陆任务。

这次的任务和以前不同，目的是精确搜索火星的生命，这次的nasa准备瞄准火星上的微生物样本，进行火星生命的“地缘搜索”。

▲发射前拍摄的卡纳维拉尔空军基地发射台

选择杰零陨石坑的是根据美国此前火星探测器发送的消息，杰零陨石坑宽约45公里，位于伊希地平原的西侧，是火星赤道以北的巨大盆地，遥远的陨石撞击火星表面而形成，这里存在火星微生物

美国的坚持计划也是至少一个火星年(约687个地球日)，坚持在白天工作，晚上休息。 这次的首要任务是用自己携带35亿年前火星三角洲形成的古代微生物生命迹象的设备寻找。 如果可能的话，毅力会用自己携带的小火箭把火星样品送到地球，科学家们把样品带回实验室。

▲杰零陨石坑

这张平面图是由在轨道上拍摄的nasa照片制作的，蓝色圆圈表示火星车着陆的地区，照片中心弧形小山的高度约为1600英尺，是杰零陨石坑的边缘部分。

从1964年到现在，美国人探索火星已经56年了，这次发射的毅力与以前部署在火星上的8辆火星车有什么不同？ 美国宇航局是怎么用毅力号寻找火星历史上有微生物痕迹的呢？ 我们一起来看。

根气号为了探测火星的生命而飞往宇宙

火箭发射的威力总是巨大的，atlas v的dr-180主发动机和四个固体推进器点火产生1020万牛顿( 230万英镑)的推力，发射了火箭。

▲nasa火星车发射的简单流动动画

起飞后不久，火箭为了进入正确的飞行路线开始改变行驶立场，将飞行中的动态阻力降到最低。

拥有18年“飞龄”的美国老字号火箭atlas v-541 (阿特拉斯5号)至今已完成了6次发射任务，其中一次于去年11月26日发射了好奇号火星车，另外还发射了3颗美国国家安全卫星和2颗气象卫星。

这个威力巨大的老品牌火箭起飞后35秒就能达到一马赫数的音速。

1分49秒，系统放弃火箭推进器，接下来的2.5分钟飞行持续3分27秒。

第4分22秒，辅助发动机关闭。 此时阿特拉斯5号以时速13470英里飞行21600公里，高度接近156公里，向下的距离约为497公里。

6秒后，阿特拉斯的半军系统启动，推进器被释放。 现在这台设备的重量只是发射时的5%以上。 10秒后，中心主发动机第一次开始燃烧液氧。

▲火箭&； 助推器分解结构

飞行约11.5分钟，主发动机meco-1被切断，此时进入的区域位于海岸上空，以防万一发生危险时的逃脱行动。

大约8分钟后，切断最后的主发动机，准备分离航天器。

飞行约57.5分钟时，中心发动机释放了航天器，航天器以41000公里/小时( 26000英里/小时)以上的速度行驶，飞往火星，开始了7个月的旅行。

在此期间，想着陆探测的火星探测器都通过火星大气层。 这个部分需要七分钟。 由于搭载了环境等各种困难条件，这7分钟也被称为恐怖7分钟或黑7分钟。 火星车安全后，几乎安全着陆。

▲火星车着陆路径图

这次nasa发射到太空的探测车“毅力”的名字是根据13岁学生的想法命名的，这孩子的名字是亚历山大母亲( alexander mather )，他说。

▲13岁的学生亚历山大母亲( alexander mather )

“曾经美国火星探测器的名字，如“好奇心”、“发现内在”、“勇气”、“机会”都是人类的品质，只缺少以“毅力”这一品质命名的探测器，毅力是宇航员最需要和必要的品质 ”。

▲“毅力”一词的意思

根气号的设计是基于nasa成功的火星科学实验室任务结构，包括其“好奇号”探测器和成熟的着陆系统，但在此基础上进行了升级。

就像年登陆的漫游车“好奇号”一样，“根性号”有照相机桅杆和长机械臂，搭载了追踪火星上意想不到的生命迹象的一系列工具。

▲毅力(火星车)

其任务不仅是寻找火星远古居住条件的迹象，而且是寻找过去微生物生命本身的迹象。

尝试在火星上“制造氧气”，无人机也在火星表面飞行。

为了提高载荷能力，美国到达火星的“海盗1号”和“海盗2号”的火星车质量只有91公斤，但年到达火星的“好奇号”的火星车的大小已经像是“mini cooper”。

nasa在这辆“可以装备”的火星车上装备了仪器“7套”，在火星旅行上标准装备了“照相机、雷达、激光”等设备，nasa把先进的挖掘系统、微型直升机、以及氧气制造系统带到了火星

根性号这次搭载了桅杆头部的supercam (位于大圆形开口)和桅杆下面的灰框上的mastcam-z导航照相机5种成像工具。

激光、光谱仪和supercam成像器用于检查火星岩石和土壤，寻找与这颗红星前世有关的有机化合物。

两台高分辨率的mastcam-z相机可以与多光谱立体成像设备一起工作，增强毅力号火星车的行驶和核心采样能力。

▲搭载根性号的照相机数

要知道火星大气中的95%是二氧化碳( co )，氧( o )的含量只有0.14%，如人类想象的那样，如果想使火星成为人类的“第二故乡”，这个0.14%的o含量是不够的。

▲火星的大气气体分布

这次的毅力号把名为moxie的“火星魔方”送到了火星。 用这个装置试图把火星大气中的co转换成o，nasa被称为“氧气制造计划”。

▲moxie

如果这个实验成功的话，为人类的未来提供探索火星的强大支柱，是技术上的一大飞跃。

除了“制作氧气魔方”外，根性号火星车的车底还有微型直升机“机智号( ingenuity )”被运往火星。 美国宇航局试图在稀薄的火星大气中飞行。

▲“机知号”直升机业务图像模拟

▲“机智号”直升机整体结构

“机智号”是可以自动驾驶的小型商用旋翼直升机，到达火星后，按计划一个月进行5次短程试飞。

▲直升机脱离探测器

重量约1.8公斤，火星约1.5磅，大气密度在地球不到1%的火星大气中发射，通过太阳能电池板给锂离子电池充电，可以为每90秒的短程飞行提供足够的能量。

▲“机知号”直升机技术规格

“机智号”任务结束后，毅力号将在下一个火星年继续在火星表面行走，收集样品。 这些样本可能含有显示火星古代生命存在的生物特征。。

这次火星探测的最重要任务是收集地球上人类可以研究的样本，其中最重要的是由bit carousel和adaptive caching assembly装置组成的样本收集系统，nasa先生认为，这个系统 用于收集和保护火星上的灰尘和样品，并反馈给科学家。

▲根性号先进的钻井系统

bit carousel由9个钻头组成，火星车用它们潜入地面，拉着样品传播到火星车内部，用自适应缓冲装置分解。 该系统有7个电机和共计3000个部件，负责岩石和灰尘样品的保存和判断。

▲根性采样

据说样品采集系统将收集到的火星样品的一部分合并搭载在小型火箭上，计划中小型火箭从火星出发，向严格控制消毒条件的移动站投下样品，最终将样品送回地球。

▲小火箭样品送料计划

另外，nasa将地球上的物质以毅力号码带入火星，经过10年的堆积，2031年派遣火星车，将这些样品带回地球进行研究。

如果这些计划全部实现的话，人类不仅能从照片和传说中落下的“火星陨石”，还能从火星上采集的样品中真正分解火星上的环境微生物。

除此之外，根气号还带着宇航服材料准备未来人类踏入火星，还有刻着地球和蛇杖图案的铝板，表达了对新冠引起肺炎疫情的医疗工作者的敬意。

▲宇航服设计师和z-2宇航服的原型

▲刻有地球和蛇杖图案的铝板

美国火星探测史

达芬奇说。 “只要尝试飞行，以后走路的时候也会仰望天空。 因为那是你去过，想回去的地方( when once you have tasted flight，youwillforeverwalktheearthwithyoureyesturre )。 for there you have been，andthereyouwillalwayslongtoreturn.)”

传说火星这个神秘的红星从古罗马时代就很向往，“mars”一词也来自古罗马战神mars的名字。

到了1960年代，人类正式开始了火星的探索。

1960年和1962年，苏联开始向火星发射探测器，但由于没有经验，两次发射任务失败了。 因为1964年美国发射的“水手4号”成为了世界上第一个发射成功的火星探测器。

▲nasa的“火星车们”

水手4号于1964年12月28日发射。 这是史上第一个到达火星并发回数据的探测器，向地球发送了21张照片，之后绕太阳轨道运行花了三年时间。

1969年美国向火星发射了水手6号和水手7号。 前者于2月24日发射，7月31日到达火星。 后者于3月27日发射，8月5日到达火星。 这两个探测器有更先进的仪器和通信设备，飞越火星，分解了火星的大气成分，成功地找回了大量的照片。

▲水手6号探测器

1971年5月30日，美国船员9日发射。 这是史上第一个成功进入火星轨道的探测器，取得了空前的成功。 水手9日于1971年11月14日到达火星，在火星轨道工作约1年，发送了7329张照片，复盖了火星表面的80%以上，探测了火星的2颗卫星。

1975年8月20日美国发射的海盗1号是美国国家航空航天局自助餐计划中飞往两艘火星的第一艘船，它飞向火星10个月，轨道宇宙飞船从进入火星轨道前5天开始返回火星的世界照片，登陆世界第一颗火星的卫星

▲“海盗号”火星车

1975年9月9日发射了海盗2号，最初研究了火星的温度、磁场、风速、风向和x射线光谱，1976年8月7日进入火星轨道。 1976年9月3日成功着陆乌托邦平原。

▲以往nasa的火星车

1996年，美国火星全球探测者号成功发射。 这台探测器连续工作了十年，直到2006年才失去信号联系。 这是最成功的火星探测任务之一。 用携带的一点专业仪器进行高度测量，科学家绘制了火星地形图。

2001年，美国国家航空航天局的火星探测卫星奥德赛号发射，寻找火星上水和火山活动的迹象是首要任务。

2003年，美国火星探测漫游者把勇气号和机会号两辆火星车送到火星，首要目的是对火星这颗行星进行现场调查。 勇气号在执行任务中，首次发现火星上存在水的证据，从火星上拍摄了地球的照片。 机会号截止到去年1月25日，在火星上漫游了14年以上，取得了很大的成绩，于去年2月13日完成了任务。

2005年，美国火星测量轨道飞机的使命是将卫星送到火星，以前所未有的相机分辨率详细考察火星这颗红色行星，同时寻找适合今后火星地表任务的登陆地点。

2007年，美国凤凰火星探测器、凤凰火星着陆探测器在着陆地点附近挖出的发光物质是冻结水，证明火星上存在水。 这也是人类通过探测器在地球以外首次获得冷冻水样。 除此之外，凤凰号首次发现火星降雪，发现了火星上存在碳酸钙和粘土的线索。

▲凤凰(火星探测器)

年，美国好奇号火星探测器，好奇号发现大量火星部分日食，首次发现金属碎片般的未知物，铁证显示火星上有水，发现火星有机物，测定岩石年龄在38.6~45.6亿年之间等。 这几天，好奇号还捕捉到了从火星上看到的地球影像，这张惊人的照片也感叹人类的渺小。

▲好奇号火星车从火星表面拍摄了地球的第一张照片。

▲“好奇号”捕捉到的火星大风陨石坑

年，美国发现内在号成功着陆，根据内在号无人探测器提供的数据，美国航天局开始在网上发表火星每天的气象报告，提供火星气温、风速、气压等新闻。

这次美国的“毅力”火星探测器发射，为美国的火星探测事业增加了大将。

火星的“三杰”各有特点

阿拉伯联合酋长国的“希望号”、中国的“天问1号”、美国的“毅力号”3名“选手”在年7~8月火星探测器的发射窗口相继迈出了第一步，这3个国家这次发射的火星探测系统有什么不同？ 我们通过表大致看起来如下。

从表上看，三国这次火星探测的侧重点不同，nasa的火星探测器在发射时间上不占先机，但这是探索火星生物，了解火星是否应该居住的最近的挑战。

结语:火星微生物勘探翻开新篇章

自古以来，火星作为离地球最近、大陆面积与地球相似、环境最近的行星，一直向往和推测人类。

火星上有过生物吗？ 人类是从火星移居来的物种吗？ 未来的火星能成为人类的“第二故乡”吗？ 这些问题一直是争论不休的话题。

至今为止，人类也通过用火星探测器拍摄的照片和从空中落下的火星陨石一样的石头知道火星的情况，但由于去火星的方法在技术上受到限制，因此没有正确细致的探索。 nasa的“毅力”这次以了解火星微生物为目的获得样品，将来也许真的可以通过研究正确地解决这些问题。

现在23日发射的中国“天问一号”于28日返回了第一张“地月”的照片，装载了这么多新东西的“毅力”发射会怎么样，我们还在拭目以待。

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原标题:“nasa毅力(火星车发射！ 美国时隔56年探索火星生命，火星三杰俱全”

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