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好奇号火星车

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简介编辑本段回目录

好奇号火星探测车好奇号火星探测车

在人类将高科技机器送往这颗红5色星球已逾40年后,火星科学正欲进入了一个新的阶段。

近日在为美国国家航空航天局的“好奇号”火星探测器制定本年度计划时专家表示他们对火星的诉求发生转变,由“寻找水”变为“寻找生命”。而据稍早公布的计划,在“好奇号之后,数项只针对火星进行的科学任务几乎以密集之势铺K开。

另一方面,一直专注于卫星制造和火箭发射的欧洲,在年初由欧航局局长让·雅克·多尔丹明确表示,登火星模拟试验将会是2011年的工作重点;而在火星探测一事上曾历经磨难的俄罗斯,似乎也在低调为把人类送上火星做着精密的准备。

美国航天局27日发布消息说,此前暂被命名为“火星科学实验室”的美国下一代大型火星车已经有了新名称——“好奇”号,为其命名的是来自堪萨斯州的小学6年级学生克拉拉马。 

美航天局说,自开展为火星车命名活动以来,他们通过互联网邮件共收到了9000多个命名提议,克拉拉马的提议最终胜出。作为奖励,她将受邀前往美航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室,在“好奇”号上签上自己的大名。

按计划,“好奇”号将于预计于2011年10月至12月发射,并在2012年秋于火星进行精准登陆。它将在火星表面着陆探测,以查明火星过去或现在是否存在适宜生命存在的环境。与目前在火星上探测的“勇气”号和“机遇”号火星车相比,“好奇”号个头要大得多,所携带的探测设备更多、更先进,在火星表面的连续行驶能力更强,它将是下一个10年中美国火星探测项目的“开篇之作”。 [1]

命名由来编辑本段回目录

2011年4月4日,美国宇航局工程师在位于帕萨迪纳的喷气推进实验室内,继续开展对“好奇”号火星探测车的研究。“好奇”号探测车将于今年11月从佛罗里达航天中心发射,预计2012年8月抵达火星。“好奇”号火星探测车是迄今为止针对火星探测最大且能力最强的机器人。它采用核动力驱动,自身重量超过了900公斤。2011年4月4日,美国宇航局工程师在位于帕萨迪纳的喷气推进实验室内,继续开展对“好奇”号火星探测车的研究。“好奇”号探测车将于今年11月从佛罗里达航天中心发射,预计2012年8月抵达火星。“好奇”号火星探测车是迄今为止针对火星探测最大且能力最强的机器人。它采用核动力驱动,自身重量超过了900公斤。

火星探测车命名 12岁的华裔小女生马天琪夺冠
12岁的华裔小女生马天琪在火星探测车命名赛中夺冠,以“好奇心”命名探测车。12岁的华裔小学生马天琪(Clara Ma)在美国太空总署举办的为火星探测车命名作文比赛获得冠军,得以用“好奇心” (Curiosity)命名这辆迄今为止最大的火星探测车,马天琪的父母均来自中国大陆,她还将把自己的中,英文签名都书写在“好奇心号”探测车上。

马天琪来自堪萨斯州市的Lenexa Sunflower Elementary School,激发她参加比赛的是小学教师为他们朗读“儿童时代杂志” (Times for Kids),鼓励他们参加美国太空总署为火星探测车命名比赛。

大约近1万名美国各地的小学生参加比赛,由来自太空总署的科学家先筛选出30名,进入半决赛,然后由赞助商迪士尼公司选出九名进入决赛,太空总署将九位小学生选出的九个探测车名字公布在网路上,由网民进行投票选出前三名,最后再由太空总署决定选用马天琪命名的“好奇心”做为火星探测车的名字。

马天琪表示,“好奇心”是她想到的第一个名字,她只用了十分钟就写完了200字的小论文,第一句就是“好奇心是人们心中永不熄灭的火焰,”马天琪表示,己对太空特别感兴趣,希望将来成为环境科学家。她没有想到太空总署真的能用自己选的名字命名火星探测车,觉得激动万分。

马天琪现在每个周末都去中文学校学三个小时中文,因此可以写自己的中文名字,当华文媒体代马天琪请求将她的中文名字也写在探测车上时,马天琪觉得"酷极了."

“好奇心号”火星探测车将于2011年10月由Atlas-V号发射车从佛罗里达的基地送上火星,将是迄今为止最大的火星探测车.。

马天琪的父亲马喜庆和母亲曹力生均是中国清华大学毕业生,目前为专做卫星定位系统公司的工程师Garmin.在曹力生眼中,马天琪就是好奇心很强的孩子。

曹力生和马喜庆分别于1995年和1996年移民美国,马喜庆对女儿居然能在命名赛中夺冠,而且全家人都受到迪士尼邀请来洛杉矶,并参观JPL,感到非常惊喜。

主要任务编辑本段回目录

它将在火星表面着陆探测,以查明火星过去或现在是否存在适宜生命存在的环境。

设计特点编辑本段回目录

好奇号火星探测车好奇号火星探测车

好奇号比2004年登陆火星的机遇号要大两倍,好奇号的基本尺寸为:3米长(不包括手臂),2.7米宽,2.1米高。好奇号重达850kg,是机遇号的四倍。越障高度可达60cm,在平地上最快速度为4cm/s,每天可运行200m。

车轮直径50厘米(20英寸),两倍于目前在火星上的勇气号和机遇号。六个轮子分别具有独立的驱动马达。其中两个前轮及两个后轮装有转向电动机,这使好奇号能够原地旋转360°。

好奇号的移动结构继承机遇号采用摇杆式转向悬挂系统("rocker-bogie" suspension system),该系统主要是防止地形急剧变化对火星车本体姿态的影响,该系统能使探测器的越障高度提高一倍,并保证探测器在任何方向倾覆45°而不发生反转,但是,在软件设计中,火星车的倾覆极限被设定为30°

好奇号板载内存包括256MB的DRAM和2 GB的闪存及用于错误检测和校正的256KB的EEPROM,该探测器继承勇气号,携带一惯性测量单元(IMU)来获得自身的位姿。

火星车的电力将由放射性同位素发电机提供,放射性同位素发电机通过钚-238的放射性衰变实现发电。该发电机能够满足火星车一个火星年的电力需求。启动阶段,该发电机能够提供110瓦的功率输出为各个分系统服务。

主要仪器编辑本段回目录

好奇号探测器机械臂好奇号探测器机械臂

1、机械臂
好奇号探测器机械臂约2.3米长,该机械臂在两个地球年内的主要任务是从火星岩石内部取样然后将样品放到火星车的实验仪器中,该机械臂有5个自由度,分别是两个肩部关节,一个肘部关节和两个腕部关节,每个关节都装有热控装置以抵御寒冷。该机械臂的主体结构由钛合金制成。

机械臂末端的平台是一个十字架形平台,类似人类手状结构,拥有各种工具,可以最大旋转350度。平台总重33kg,安装5个设备。包含一个冲击钻、一个带有放大功能的手部摄像头(MAHLI)、一个元素识别光谱仪(通过α粒子X射线简称APXS)、一个石头刷,以及一套具有铲、筛、分配功能的机构。该机械臂由位于帕萨迪纳州的MDA信息系统公司(MDA Information Systems Inc)空间事业部门负责制造和测试。

2、MAHLI(The Mars Hand Lens Imager)
MAHLI安装在好奇号手臂的末端,如图4所示,该相机与其他好奇号上的工程相机有很多大的不同:该相机是全彩摄像且焦距可调、配备灯光、可进行摄像,其微距功能很强大,可以接近到目标21毫米进行拍摄。该相机另一个非常重要并强大的功能是其立体拍摄功能,而它的立体拍摄的实现不是通过并排的两个相机实现的,而是通过一个摄像头拍摄完一张照片,通过机械臂的小距离移动,再拍摄一张照片来实现的

3、其他实验设备
好奇号上装有一套火星样品分析仪器组件(The Sample Analysis at Mars instrument suite简称SAM),该组件由NASA马里兰州戈达德太空飞行中心负责组装,SAM将成为一个自动化的移动实验室,包括质谱仪,气相色谱仪,可调谐激光光谱仪。SAM将分析火星岩石和土壤样品,通过寻找其中的有机化合物,对火星的碳化学进行评估。这个小型实验室还将确定除了碳元素以外的元素的化学状态,并寻找行星进化进程中的同位素示踪物。

好奇号充分利用其携带的10种科学仪器检查岩石土壤大气。其中一套激光蒸发仪器是最新的创新成果。该仪器发射一束激光在一定的距离内使岩石蒸发,其他设备将搜索岩石蒸汽中的有机化合物。

火星科学实验室的另一个非常大的创新是其新一代探测器着陆系统,在进入火星早期,该探测器像机遇号和勇气号一样使用一个巨大的降落伞,在抛掉降落伞后,新型的火星着陆发动机将通过绳索给火星车降速直到火星车着陆。该系统能代替以前的火星探测器安全气囊系统,并适合大而重的火星车,而且能够保证火星车能在比以前更小的着陆区域内着陆。

着陆系统编辑本段回目录

着陆系统着陆系统

新的着陆系统的主要分为降落伞着陆阶段和火星着陆发动机着陆阶段。

降落伞着陆阶段:
飞船在125公里的高空以5.8公里每秒的速度进入火星大气层,240秒后距离火星表面10公里时降落伞打开,此时速度为470米每秒,经过28秒后烧蚀层抛弃,此时高度约7公里,速度为160m/秒,飞船雷达开始收集速度、高度、地形等数据。

火星着陆发动机着陆阶段:
77秒后降落伞和飞船背部壳体分立,只剩火星着陆发动机(MLE)和好奇号,此时距离地面1.8千米,速度为100m/s,当到达离地面20m时,8个发动机的4个点火并且火星着陆发动机通过尼龙绳索将好奇号放下,12秒后探测器着陆,着陆速度控制在0.75m/s,同时接触传感器动作,尼龙带及火星着陆发动机分离,然后飞走。

各国研制进展编辑本段回目录

好奇号效果图好奇号效果图

美国:探索模式转变
在位于华盛顿的美国国家航空航天博物馆举行的一次“好奇号”探测器专题研讨会上,NASA火星探测计划主任道格·麦奎逊强调,他们的探测工作将从以前被动“跟着水走”转变到主动“搜寻生命信号”。尽管在世人眼中,本质目标没有任何变化。

该研讨组成员、布朗大学科学家约翰·马斯特德解释称,今天人们看到的火星又干又冷,谁也不清楚是何原因促成其现在的情形。因为火星曾走过各种地质阶段,在调 查后人们相信火星在它的第一个十亿年里曾经气候湿润,就像地球一样,随后则应是火山时期到来。但如果它在历史上曾经“类地”过,是否意味着会有生命痕迹留 下的可能呢?甚至于至今仍有存余。

因此,如上述假设符合事实,那么这些“东西”会在哪里?NASA马里兰州戈达德宇航中心科学家詹妮弗·艾根伯德称,就像较大的生物体和化石之间的关系,微生物也必然会留下它们曾存在的证据,在某些情况下,碳—碳键可以保存,考古学上称其为“分子化石”。

就在2010年,在与这种留有生命记号的有机分子——“分子化石”相关的问题上,NASA曾不光彩地“前后不一”过。其在1976年派往火星的海盗号登陆器 采集了一些火星土壤样本回来,彼时坚称并未发现富含碳的有机分子或者生物。但在去年9月,NASA改口称实验室的研究显示火星的表面似乎一直以来就存在有 机物质,火星并非有机模块贫瘠之地,只是未被发现而已,不过这“尚并不能回答火星是否存在生命的问题”。

或受该事件影响欲一雪前耻,抑或正值上一个十年结束,NASA现急于让2011年发射的“好奇号”成为有关火星生命传奇故事的下一个主角,因为这是一柄专门针对有机物进行探测的利器。

好奇号效果图好奇号效果图

新火星车:高潮之序曲
“好 奇号”并非横空出世,它就是此前暂名为“火星科学实验室”的大型设备,而今新名字来自于美国一位12岁孩子的建议。它比2004年登陆的火星探测车“机遇 号”和“勇气号”重三倍、长两倍,也会携带更多先进仪器。在至少一个火星年(约2个地球年)的运作时间里,它将在火星上“好奇地”这挖挖那钻钻,开辟前所 未有的广大区域。

以“好奇号”的技术能力,可以无需加热含有高氯酸盐的土壤样本就检 测出其中的有机物质,避免NASA重蹈上一次耻辱的可能。因此,它可以拿出一份火星过去或现在维持生命可能性的调查报告。只不过,它还是没法告诉我们,这 些物质是陨石搭载的“外来客”,还是来自于我们想象中的火星人。

美总统奥巴马去年4月15日公布的美国新太空探索计划,决定放弃旨在重返月球的“星座计划”,而将火星作为美国载人航天计划的目的地,同时宣称到本世纪30年代中期,美国将具有运送宇航员平安往返火星轨道的能力。

于是乎NASA的新阶段计划出炉:新到来的这个10年中“好奇号”将作为火星探测项目的“开篇大作”,且是2011年度重头戏。由于需经漫漫旅程,“好奇 号”应该会在2012年登上火星的表面,那么NASA定于2013年发射的一颗“火星大气层与挥发物演变任务”探测器可谓紧随“好奇号”的脚步,而 2016年“火星生命科学实验室”的研究还将启动,2022年尝试火星取样返回,2031年挑战载人环绕火星探测,一系列任务将紧锣密鼓地进行。

欧洲:怎甘人后
此前有媒体报道称,人类火星探测活动或将在2011年到来后迎向新高潮,NASA的此番表白似乎正符合了这一说法。而除此外,自有不甘落后之人。

由欧洲航天局(ESA)主持、被称之为“曙光”的空间探索计划正雄心勃勃地展开着,火星则是该计划中的旗舰级任务目标。此前ESA打造的“火星快车”虽也旨 在寻找火星上有关生命的标志,但是在火星轨道里运行,仅分离了“猎兔犬2号”登陆器到达火星表面。2016年,ESA将发射火星漫游车深入实地进行搜寻, 并主要为欧洲宇航员踏上这块土地做准备,因此对其来说最重要的是力争在2030年到2035年间向火星发射载人飞船。

而作为全世界最早进行火星探测的国家,俄罗斯掌持着太空领域的老道经验,只不过缺金少银成了诸计划的共同障碍。

其 实早在2002年,俄罗斯联邦航天局已透漏出染指火星之心,该局官员提出想在2015年将一个6人小组送到火星上去,缔造人类探索太空的又一里程碑。但当 时的工程估算已逾200亿美元,尽管俄罗斯狠心咬牙也只准备担负起整个费用的30%,其余的则希望NASA和ESA能够与他们协作搭建这“没有任何一个国 家能够独立完成的宏大计划”。

由于非常善于走“合作路线”,现在的NASA“好奇 号”上,人们看到就有俄航天局“大方”提供的一个用于寻找水的基于中子的氢探测器;而其计划于本年度发射的“福布斯—土壤”火星探测器,亦是一项多国合作 项目,包括德国、法国、荷兰、意大利、澳大利亚、匈牙利、奥地利以及中国等国家均参与了有效载荷的研制。人们期待“福布斯—土壤”能从距离火星表面只有 6000千米的火卫一上衔沙而回,获取关于早期太阳系中行星的信息。[2]

基本参数编辑本段回目录

2011年4月4日,美国宇航局工程师在位于帕萨迪纳的喷气推进实验室内,继续开展对“好奇”(Curiosity)号火星探测车的研究。身着防护服的技术人员在洛杉矶附近的无尘室内日夜工作,组装机身并测试各个仪器。据悉,“好奇”号探测车将于今年11月从佛罗里达航天中心发射,预计2012年8 月抵达火星。2011年4月4日,美国宇航局工程师在位于帕萨迪纳的喷气推进实验室内,继续开展对“好奇”(Curiosity)号火星探测车的研究。身着防护服的技术人员在洛杉矶附近的无尘室内日夜工作,组装机身并测试各个仪器。据悉,“好奇”号探测车将于今年11月从佛罗里达航天中心发射,预计2012年8 月抵达火星。

分辨率:150微米/像素 (距离2米),10厘米/像素 (距离1千米)

波长:400纳米—1000纳米 

视场:6度—60度 

点距:7.4微米

压缩:硬件MPEG-2视频压缩 (I帧: 2比特/像素,P帧:0.67比特/像素) 

相机内存:256 MB SDRAM, 8 GB 闪存缓冲区 

质量:1.86千克 (最佳估计值)

尺寸: 8x9.5x12厘米 (每个镜头)

功率:13瓦特 (工作,每个镜头),5瓦特 (闲置,每个镜头) 主照相机可以以10帧/秒采集压缩MPEG-2视频流,不需要探测器主计算机协助,视频大小为相机内部缓冲区大小决定。

 

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