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工人日报 2012年08月07日 星期一

【环球科技】“好奇”号登陆火星

探测这个与地球最相似行星的生命环境

郭济
《工人日报》(2012年08月07日 07版)

这是美国国家航空航天局8月5日提供的显示“好奇”号火星车登陆火星过程中如何与地球联络的示意图。 新华社/美联

美国火星探测器“好奇”号于美国东部时间6日凌晨1时30分(北京时间6日13时30分)左右成功登陆火星,开始对这个太阳系中与地球最为相似的行星展开科学探索。

历险:恐怖7分钟

“好奇”号于去年11月26日从肯尼迪航天中心发射升空,经过了八个半月的旅程。截至8月4日晚间,“好奇”号一直以每秒3.6公里的速度接近火星。但在接触火星大气层时,由于火星的引力,“好奇”号的速度将达到每秒5.9公里。

在“好奇”号登陆火星的过程中,最惊险的过程当属进入火星大气层、下降后着陆。在短短7分钟内,“好奇”号的速度从每秒5.9公里降为0,且无法人为控制,这是对登陆技术的最大考验,因此被美国宇航局称为“恐怖7分钟”。在整个着陆阶段,超过90%的减速是在降落伞打开之前、“好奇”号和火星大气之间的剧烈摩擦完成的。大约在飞船进入大气层之后1分15秒,隔热罩的温度达到最高值,大约为2100摄氏度。在进入火星大气层之后4分14秒,直径约16米的降落伞开启。

火星车的轮子和抗震系统在接触地面的一刹那启动,“好奇”号上的计算机随之从“进入—下降—着陆”模式切换至地表模式,立即自动启动在火星表面第一天的工作程序。

由于信号需要围绕火星运行的另外3颗探测器中转,“好奇”号着陆的信号最快也要在14分钟后才能传递到美国宇航局地面控制中心。美国宇航局地面控制中心最终证实,火星探测器“好奇”号已经在火星着陆。工作人员纷纷起立击掌、拥抱,庆祝“好奇”号的成功。

“好奇”号登陆火星数分钟后,首次向地球传回火星图像,首帧图像是低分辨率的黑白影像。在随后的一星期内,由其他相机设备拍摄的分辨率更高的图像和彩色图像也将陆续传回地球。

任务:探测生命环境

“好奇”号的着陆点是火星赤道以南的盖尔陨坑。盖尔陨坑得名于澳大利亚已故天文学家沃尔特·盖尔,形成于大约3.5亿至3.8亿年前,直径约为154公里。盖尔陨坑中心山丘的层状物含黏土和硫酸盐,着陆点周围存在沉积物形成的冲积扇,这些物质和地貌的形成都与水有关。

按照计划,“好奇”号的整个科学任务期将延续一整个火星年,也就是大约两个地球年。在这一时期内,研究人员计划让“好奇”号攀登盖尔陨石坑内一座名为“夏普山”的山峰。这座山峰高达4800米,以前登陆的火星探测器均未曾登顶。从轨道上进行的观测已经确认这里存在着一些矿物质,成分是黏土和硫酸盐,这些矿物质都是在潮湿环境中形成的。通过分析夏普山表面情况,可望了解更多火星历史。

而“好奇”号前往火星的目的,是为了了解着陆地点附近在历史上是否曾经有过适合微生物生存的环境条件,包括生命存在所必需的化学元素。它将钻探并分析火星土壤,寻找过去或现在水的线索,并确定这颗星球是否曾经拥有过可以支撑生命存在的环境条件。按照美国航天局“好奇”号项目主管托斯滕·左恩的说法,“好奇”号登陆,将帮助人们拓展登月之后登陆另一星球的能力。

根据奥巴马政府公布的新太空战略,美国将以火星为太空探索的新目的地,美国航天局计划到本世纪30年代中期将宇航员送至火星轨道。

外界:热切关注

在“好奇”号成功登陆火星后,美国总统奥巴马发表声明祝贺美国宇航局,称“好奇”号是迄今为止登陆其他星球的最复杂精密的移动实验室,这标志着科技空前进步,令美国引以为豪。

“好奇”号成功登陆火星受到世界媒体的热切关注。美国有线电视新闻网(CNN)表示,“好奇”号的着陆过程令人瞠目结舌,“恐怖7分钟”更是整个登陆过程中最令人紧张的一部分。今后,“好奇”号将开始其红色星球的探索之旅。

美国《洛杉矶时报》则报道,作为世界上最先进的航天器,“好奇”号经历了一段非凡的旅程,成功在另一个星球着陆,开始未来两年之久的工作。它将在未来揭示地球是不是宇宙中唯一存在生命的星球。

英国《每日电讯报》报道,这不仅仅是人类对太空的探索过程,也代表着美国宇航局未来的太空战略计划。如果此次“好奇”号顺利着陆完成任务,将大大推动今后人类登陆火星的进程。

新华社评论说,“好奇”号不是人类第一个登上火星的探测器,但与“前辈”相比,它的能力更强大,研究任务更复杂。它带着人们对火星的好奇而去,目的却不仅仅是向火星投去好奇的一瞥。


新闻链接

“好奇”号有一辆小汽车大

“好奇”号是美国宇航局迄今最为先进的火星探测器,大小与一辆小汽车接近,重约1吨。“好奇”号火星探测器的动力由一块核电池提供,它包含4.8公斤的钚氧化物,可以提供稳定的热能用于供电,并确保“好奇”号能够挨过火星漫长严寒的冬季。核电池使用寿命长达10年。

“好奇”号装有10台科学仪器,能够朝着岩石发射激光,了解岩石的构成;能够拍摄火星地貌的高清晰视频,而后将画面传给地球;还能够利用钻头钻进岩石,寻找生命形成所需的有机化合物。

“好奇”号的长臂末端装有一个4厘米宽的透镜成像仪,能够拍摄小到12.5微米的岩石细节特征照片。此外,这台成像仪还可以向岩石发射激光,探测碳酸盐和其他化学沉积物。如果存在这些物质,说明可能有水流过。它的体内还有一个实验室,用于分析样本。利用钻头钻入岩石后,“好奇”号会收集粉末状样本,而后送入体内的实验室,利用两台仪器分析样本构成。

“好奇”号装有一台由3个工具构成的装置,分别是质谱仪、气相色谱仪和激光光谱仪。质谱仪利用磁场分离离子化元素,气相色谱仪根据化学物质受热后的蒸发速度对其进行分类,激光光谱仪通过向粉末状岩石样本发射激光,而后对光线“指纹”进行分析以确定化学构成。科学家希望“好奇”号能够发现对生命至关重要的碳、氮、氢和氧元素。

先前的火星探测器一般在着陆后只需要一两天的准备便可以开展探索工作,而“好奇”号由于其巨大的体格和复杂性,需要几乎一周时间才能完成所有测试工作。

“好奇”号火星探测项目总投资25亿美元,是迄今最昂贵的火星探测项目。《华盛顿邮报》形容,这是美国宇航局一场“豪赌”,如果“好奇”号无法取得美方期望的进展,美国宇航局将面临巨大财政压力,尤其是在美国各领域削减开支的大背景下。

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