人类历史上最贵的车,2020即将启程!
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说起“好奇号”火星探测器,大家应该不会陌生。它是 NASA 的第四个火星探测器,曾将大量珍贵的火星资料传回地球,但是前段时间有报道称,由于长期在崎岖不平的火星表面行驶,它的轮胎已经严重损坏,是时候找到一位继承者了。
NASA 的下一代火星车“火星 2020”号,将接替“好奇号”在火星上继续寻找过去曾出现生命的证据,同时在这颗红色星球上采集岩石和土壤样本并带回地球。此外,这辆火星车还将验证一系列实施载人火星任务时采用的技术。
为了节省时间和经费,“火星 2020”号采用与“好奇号”相同的车身和着陆系统。“火星 2020”号的造价估计在 15 亿美元左右,比前辈“好奇号”少 10 亿美元。“火星 2020”号的样本采集往返任务旨在为载人火星任务铺平道路。
“火星 2020”号任务是站在了前人的肩膀上前进的。它的前辈们,“好奇号”、“机遇号”和“勇气号”以及其他火星轨道器已经收集到了很多火星珍贵信息,并发现火星曾是一个润湿的世界。“好奇号”又证实火星过去的环境能够支持微生物存在。
在前辈们的基础上,“火星 2020”号将利用车载视觉、矿物学和化学分析仪器对登陆地周围的环境进行分析。此外,它还将探测火星岩石和土壤中的生物学信号。按照计划,“火星 2020”号将采集 31 个岩芯和土壤样本并带回地球,而后在地球上的实验室进行更为细致的分析。
与它的前辈们相比,“火星 2020”号在技术方面有了更大的进步。首先是升级的相机系统,Mastcam-Z,一种多谱立体成像仪。我们已经见识过了好奇号传回地球的神奇图片。而这种新相机将能够拍摄不同波长下的图片,好让科学家们看到肉眼看不到的东西。该相机系统还具有好奇号所没有的变焦功能,能让探测器更快的画出周围的地图,构建地形建模,绘制出行驶路径。
由于火星与地球在太阳系的相对关系,二者拥有一个780天的会合周期,这意味着从地球探测火星的窗口每26个月才出现一次,如果错过就要额外等待两年多。按照传统,在发射前NASA估计又将举办小学生作文大赛,为这部火星车征名,不知道会是哪位小朋友得到这个殊荣。
▲火星2020(Mars 2020)艺术设计图
早在2012年8月6日造价高达25亿美元的好奇号火星车成功降落火星后不久,2012年12月4日,NASA关于新一代火星车的项目就正式立项,就是眼前的火星2020号。它基于好奇号的平台开发而来,在众多仪器上做出一定改进。
相比较好奇号专注于分析火星土壤和岩石的物质组成,火星2020则专注于寻找生命的痕迹。它携带的X射线光化学荧光光谱仪,可以更加精细测定土壤和岩石的精细元素构成。所携带的新型地下雷达成像仪则直接可以探测地下十米以内的水冰和盐水含量,并辅助监测有机物的含量。
▲好奇号降落到火星后的一张自拍(举着相机的机械臂已被PS掉)
而它在好奇号的功能之外,还带有四个重大创新:
1.携带了一套火星制氧实验装置,可以将空气中二氧化碳转化为氧气。对于人类未来的载人登陆火星任务,几乎不可能将返回火箭发射时用的巨大燃料储备送到火星地表,难度过大。而从火星空气和土壤中提取甲烷、液氧、液氢等燃料无疑成为最佳选择。而氧气的制备,无论对于未来人类的生存还是火箭燃料来源,意义不言自明;
▲火星直升机艺术效果图
2.携带了一台“火星直升机”。虽然火星的大气密度和气压连地球的1%都不到,但火星2020将释放一台仅重1公斤的超强直升机,能够实现每天最多3分钟的工作时间。它可以极大扩展火星2020的探测范围,每天可以探测1公里左右,这将是人类历史上首次将有翼飞行器送入其他星球。要知道人类第一个火星车旅居者号在7天工作时间内才爬行了100米左右距离,而这个直升机每天的工作距离都是它的十倍之远!
▲遍布镜头的火星2020
3. 火星2020携带了共计23台照相机,历史之最。除了工程和避险相机外,这23台中还能实现彩色成像、三维成像、微距成像、紫外激光器等一系列复杂功能。因此火星2020的功能也将大大提升:它不再需要停下来一块一块分析土壤和岩石,当发现值得研究的目标时,仅需调动相关相机就可在几米开外详细研究。
▲计划接应并执行采样返回火箭发射任务的火星探测器艺术图
4.在人类首次探测火星已经57年后,火星2020将在60周年之际开启采样返回的新一轮挑战(俄罗斯曾经尝试两次但不幸失败),这个火星车将会收集值得研究的火星土壤或岩石样本,由下一个专注于发射火箭返回的探测器将样本送回地球。火星车纵然已经功能强大,但和地球上的专业实验室相比还不可同日而语,如果能够带回地球研究,得到的结论必将让人大吃一惊。
可以想象,它所实现的功能将大大超越前辈好奇号。当然,它的重量也不低,预计将达到1吨左右、甚至超越它的前辈好奇号,成为人类历史上最重的一辆火星车。
尘世修心
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