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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十年結(jié)束。
在老一代火星車逐漸退役的同時，新一批的火星車項目正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備中，并計劃重新定義未來十年的火星探索之旅。
2020 年夏天，將有三個不同的火星探測車計劃發(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行的探測車;如果 “好奇號” 仍在運行，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)實現(xiàn)多樣化。
以下是計劃在 2020 年 7 月和 8 月發(fā)射的新一代火星探測項目。
1、火星 2020 探測車
“好奇號”火星車對 nasa 來說是一個巨大的成功，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 隕石坑的著陸點類似。數(shù)十億年前，這兩個隕石坑都被水淹沒，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更結(jié)實的鉆頭，因為它的主要任務(wù)是提取和儲存樣本，在未來的計劃任務(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)志性時刻發(fā)生在半個世紀(jì)前，當(dāng)時尼爾·阿姆斯特朗在月球上留下了第一個人類腳印。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代此時就在火星上展開。
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)實驗室(jet propulsion laboratory)的縮寫。正是在這個研究中心，nasa的科學(xué)家和工程師們設(shè)計并建造了“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，極大地擴(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力。
無論火星車去到哪里，都會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，火星的火山活動頻繁，液態(tài)水充足。它們還發(fā)現(xiàn)了令人費解的大氣變化，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)定在某個特定地點。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。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)剛剛起步的時候是一個巨大的成功。
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。火星上的每一天都是24小時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)時間也比預(yù)計的長得多：83天，而不是原計劃的7天。
和所有的火星車一樣，旅居者號被派往一個曾經(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年地球是個不不平凡的年份，一方面新冠疫情肆虐。而2020年又是一個航天爆發(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日的時候該火箭芯級就已經(jīng)通過空運方式運抵卡納維拉爾角，預(yù)計最早發(fā)射時間為2020年7月17日，本次任務(wù)屬于“火星2020”的計劃部分。
“毅力號”計劃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，就是因為這個隕石坑可能曾經(jīng)與一個湖或者河流相連，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驗室，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)境動力學(xué)分析儀，由西班牙負(fù)責(zé)研制;
7、火星次表層實驗雷達(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，價值連城。另外還擁有由23個攝像頭(包括7個精密儀器中的相機(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個攝像頭包括9個工程相機(jī)、7個科學(xué)相機(jī)以及7個用于在入口、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候再取回地球(估計得等好幾年了)。
“毅力號”火星車在火星上的最快移動速度為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算系統(tǒng)，其中一套作為備用，當(dāng)?shù)谝惶子嬎阆到y(tǒng)出現(xiàn)故障時自動啟用。這個新的計算系統(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，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)中采用的實時操作系統(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，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?因為它非?？煽浚野墒斓拈_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”)這樣的實時任務(wù)。
好奇號更多配置：
儀器
好奇號就是一臺有輪子的科學(xué)實驗室，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，是一個機(jī)械臂，可以采集火星土壤和巖石并提供顯微圖像?？茖W(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。它包含一個可以確認(rèn)受激原子類型的光譜儀和一個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，是一個有6個輪子的小機(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)的移動實驗室。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”實驗室進(jìn)行精密化驗。
下面咱們就來盤點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)該是人類第一個投入星球大戰(zhàn)實戰(zhàn)的激光炮武器了。
3.中子反照率動態(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會受到多大劑量的輻射傷害，同時推測火星有生命的可能性。
6..α粒子x射線分光計。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。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科學(xué)實驗室。
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。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科學(xué)實驗室，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，將會為人們帶來更多火星的信息數(shù)據(jù)，推動人類對火星的探索和認(rèn)知。
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