NASA不间断火星探索23年

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火星是人类最感兴趣的行星之一,这个红色星球很早就引人遐想,它一直以来都被认为是最可能存在地外生命的。美国宇航局近20多年来倾注了大量心血,越来越多的国家也加入进来,火星神秘的面纱渐渐被揭开...

NASA20年7*24不间断的火星探索

Credit: space.com

火星探路者计划

时间回到1997年7月4日,这天是美国独立日,正是火星探路者计划的最关键时刻,登陆器顺利着陆在火星阿瑞斯谷,虽然早在1976年美国已完成火星软着陆,但探路者计划是第一个成功运用火星车的,这个名叫“旅居者”的10.5公斤火星车共持续工作83个火星日。该计划成功的完成了对火星大气、气候、地理以及登陆场岩石土壤等分析,获取了很多前所未有的科研数据,这些科研数据总共2.3亿字节,包含1.65万张照片、850万次气压、温度和风速测定等数据。

火星探路者计划登陆器和旅居者火星车照片

Credit: NASA/JPL 1997

火星环球勘探者号

就在火星探路者计划顺利登陆的4个月后,火星环球勘探者号进入环火星轨道,开启了长达9年的火星遥感勘测:形成了火星地表地貌和地形图;确定地面矿物、岩石和冰的构成、分布和物理特征;研究了火星引力场和磁场;监测火星天气和大气热力结构;分析了地表和大气相互作用等。也正因为它,对火星的地貌有了详尽的了解,才确定了后来的凤凰号和好奇者号的登陆场。

来自火星环球勘探者号拍摄的北极冰盖

Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

火星奥德赛

1999年2次火星任务的失败,给火星探索蒙上阴影。2001年,火星探测卫星奥德赛顺利发射并进入火星轨道,奥德赛采用太阳同步轨道,有利于持续获得光线探测火星。通过热成像系统绘制出高分辨率火星地形图,它利用搭载的伽马射线光谱仪,首次探测了火星表层水和矿物成分,并利用中子探测仪对火星地表放射性物质水平进行评估。此外,火星奥德赛持续超期服役,甚至为2012年好奇者号任务提供数据中继。

火星奥德赛对土壤冰层探测艺术图

Credit: NASA/JPL/University of Arizona/Los Alamos National Laboratories

火星探险漫游者

火星探险漫游者计划包括2个火星车:勇气号和机遇号,他们作为火星探路者计划“寄居者”火星车的继任,在2004年1月,先后顺利着陆在火星的两个登陆场,开始对火星地表岩石、土壤和水冰进行深入探索和研究。其中,勇气号在2009年被困沙坑,而机遇号至今正常运转,已在火星上完成了全程马拉松!

火星探险漫游者计划火星车艺术图

Credit: NASA/JPL

火星侦察轨道器

2005年,美国宇航局发射了新一代火星勘测卫星,它搭载了包括高清摄像机、频谱仪、地表浅层探测雷达等诸多超级设备奔赴火星。在自身工程技术指标方面它也是标杆,该卫星目前依然运转良好。主要科学发现包括:火星水冰研究的多项发现、氯化物沉积等。凭借先进的通讯设备,它将海量数据传输至地球,让我们一同目睹来自它的高清照片。

火星侦察轨道器拍摄的陨石坑

Credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

火星凤凰号登陆器

2008年5月25日,凤凰号登陆器顺利着陆在火星北半球高纬度地区的“绿谷”,它的意义在于成功的研究了火星水的地质学变迁,进而掌握了一定的火星历史气候变迁情况;并且,直接证实了浅层水冰的存在。

火星凤凰号登陆过程艺术图

Credit: NASA

好奇号火星车

2012年8月6日,好奇号火星车顺利着陆,开启了持续至今的火星探索之路。正如它的名字,好奇号将探索火星气候和地质的更多未知,甚至评估火星微生物存在的可能以及人类移居的可能。好奇号重达899公斤,和早前的火星车相比绝对是“大个头”,而且不同于之前的火星车,它是核动力!装载了4.8公斤钚238氧化物,利用它的衰变持续供能,这样即使再过10年,它的电力依然充足。好奇号搭载了更强大的摄像机,并应用了阿尔法粒子X射线光谱仪等先进设备,不仅让我们更加了解火星地貌、岩石土壤构成、地质演化,而且还发现了岩石中的甲烷和大气中甲烷突发变化的现象。

火星好奇号2015年的自拍照

Credit: NASA

三代火星车对比

Credit: NASA

火星大气与挥发物演化任务(MAVEN)

2013年11月28日发射,2014年9月22日进入火星轨道,开始对火星大气进行研究,解决火星大气和地表水流失的原因。

MAVEN对火星大气流失的研究-紫外波段

Credit: NASA/JPL

火星洞察者号登陆器

火星洞察者:它是一个静态登陆器,将持续对火星地质活动进行研究,包括地震、地壳演化等。因为建造延期错过了2016年发射窗口,该项目在2018年5月5日从加利福尼亚州中部发射。2018年11月27日凌晨,成功登陆火星。

洞察者艺术图

Credit: NASA/JPL

北京时间03:53:20,世界第八个火星着陆器“洞察号”安然度过降落过程中的“恐怖7分钟”,并成功降落到火星表面。探测器以极快的速度传回了第一张拍摄的图像,展示的是远处的火星地平线,拍摄时半透明的防尘盖尚未去除,因此可以看到沾满尘埃的镜头画面。

洞察者拍摄的第一张图片

Credit: NASA

火星2020项目

“坚毅号(Perseverance Rover)”是一款核动力火星车,是NASA火星探测计划的一部分。

“坚毅号”核动力火星车与好奇号等以往的火星探测任务不同,它将会搜寻火星上宜居环境的迹象,同时寻找古代微生物存在的线索,并且收集岩石样品,用密封罐储存起来,以便被未来任务的航天器带回地球。

此次发射的坚毅号火星车比它的前辈们多了一个引人注目的装备——一架名叫灵巧号(Ingenuity)的直升机,它是第一个地外天体航空器,而这也将是人类第一次尝试在火星上的动力飞行

火星直升机被折叠放入火星车腹部

Credit: NASA/JPL

灵巧号的首次试飞将从2021年春季开始,也就是在坚毅号降落火星之的2个半月之后。它的任务目标是首次进行火星大气中的飞行演示,由于火星大气稀薄,密度仅为地球的1%,引力也只有地球的三分之一,因此在火星大气中飞行要产生升力很难,飞到5米高的地方就已经相当于在地球上的3万米高空飞行。

灵巧号艺术图

Credit: NASA/JPL

独创性的火星直升机虽然可以自主起飞,但是飞行时间有限,每次飞行时间要被控制在90秒之内,最大上升高度为5米,最远飞行距离为50米,无法飞得更远更高。同时,飞行次数也受限制,大约可以飞行6次,但对于首次登上火星的直升机来说,能有这样表现就已经足够出色了。

让我们期待明年坚毅号和灵巧号的表现吧!

坚毅号位置实时查询(打开可能较慢):

https://eyes.nasa.gov/apps/orrery/#/sc_perseverance?

火星车释放直升机艺术图

Credit: NASA/JPL

人类登陆火星!2030?...

作者:毛明远 吴泱 | 校对:牧夫校对组

后台:库特莉亚夫卡 李子琦

专栏打赏

『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号:astronomycn

中国航天前行中的回眸

2014年嫦娥五号飞行试验器拍摄的地月合影

2017年风云四号气象卫星拍摄的地月合影

Credit: 中国航天科技集团

2018年嫦娥四号中继卫星“鹊桥号”拍摄的地月合影

Credit: 中国航天科技集团

2020年天问一号拍摄的地月合影

Credit: 中国航天科技集团

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