曾经,世界上第一个由美国制造的核动力火星探测器“好奇号”降落在火星的盖尔陨石坑!这一成功让一直在紧张地观察“好奇号”的美国宇航局火星项目组欢呼、拥抱,甚至流下激动的泪水。科学顾问霍德伦认为,这是太空探索的巨大进步,也是无与伦比的成就。这将开创新能源技术探测火星的先例,开启火星探测新阶段。

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2020年4月24日,中国成功地发射了“天问一号”。在海南岛东北海岸的文昌航天发射场,中国发射了“天文一号”,这是中国首次火星探测任务。经过2000多秒的飞行,它成功地将探测器送入预定轨道,开始了火星探测之旅。它迈出了中国独立行星探测的第一步。从登陆火星开始,就在登陆火星前夕,让我们先回顾一下它的“前辈”。好奇号火星探测器在火星上登陆后都做了什么?

登陆火星并非易事。在过去的50年里,已经有30多个火星探测器发射到火星上,但成功着陆的却很少。这些探测器有的“出师未捷身先死”,有的在环绕火星的轨道上玩“失踪”游戏,有的在着陆后没有完成任务就葬身在火星上。在发射火星探测器的国家中,美国的成功率最高,但其10多个火星探测器中只有6个登陆火星。目前,美国三个探测器在火星上的前景并不乐观:“勇气”号在完成5年多的任务后被困在松软的土壤中;“凤凰”号已彻底失联,因为太阳能电池板难以抵御严寒天气,其供电能力急剧下降,与地球失去联系,“机遇”仍在探索中火星表面,正期待着新伙伴的到来。“好奇”从肯尼迪航天中心发射升空,飞行8个半月,抵达火星。现如天问一号将在未来加入探测火星的队伍。

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与以往所有火星探险者不同,“好奇”号的任务是研究火星上的气候和地质条件,调查火星浅层表面是否有利于微生物生存的环境,并寻找火星岩石中过去存在的生命信息。对科学家来说,证明火星上有生命是非常重要的,因为如果在火星上发现了生命,那么你就可以证明除了地球之外,其他行星上也可能存在生命。在任务期中,“好奇”号记录着火星上的天气变化,分析空气成分,并测试岩石中的氨基酸、甲烷或其他火星上或过去的有机物痕迹。为此,科学家选择盖尔陨石坑作为着陆地点。火山口中央山的层状物质含有黏土和硫酸。着陆场周围有沉积物形成的冲积扇。这些与水有关的物质和地貌可能含有有机物。此外,“好奇”号也担负着另一项重要任务,即验证一些新开发的工具和技术。再过几十年,这些技术和工具将帮助人类探索欧罗巴(木卫二),最终“移民”到火星。

为了完成科学家布置的艰巨任务,“好奇”号携带着迄今为止人类最先进的科学仪器。它的重量是“机遇”和“勇气”科学仪器的15倍。它可以像地球上的“地质学家”一样研究火星表面的岩石和土壤。那么,好奇号登陆火星后做了什么?

1.发回一系列珍贵的火星照片

好奇号有两套摄像设备。一种是安装在其底部的火星着陆成像仪,它可以在“好奇”号着陆期间从空中拍摄着陆地点和周围地区的照片。另一个是安装在主体上方的“桅杆摄像机”,它可以拍摄火星地貌的高清彩色照片和视频。该装置由两个摄像头组成:一个摄像头的焦距为100毫米,可以拍摄远离火星的地形;另一个摄像头的焦距为34毫米,负责近距离观察地形、岩石和土壤。

在“好奇”号着陆期间,底部的火星着陆成像仪拍摄了数百张照片,使科学家能够从空中了解着陆地点和周围地区。着陆后,由于相机拍摄时仍覆盖着透明的防尘罩,因此传回了第一张火星表面的照片,照片有些模糊,但火星上的岩石仍然可以清晰地看到。在那之后,桅杆摄像机工作了!在登陆火星的第二天,“好奇”号向地球发回了红棕色陨石坑底部火星地貌的第一张彩色照片。这张照片显示了盖尔陨石坑的北墙和山脊。

之后,“好奇”号周围的火星地图相继发回。左下角是桅杆摄像机拍摄的全景图。在这张照片中,你可以看到远处的尖山,它位于盖尔火山口的中心。在左边,可以看到陡峭的山稍微隆起。“好奇号”着陆几天后,发回了着陆场周围环境的360度高清全景图像。照片显示火星地面是锈色的,上面覆盖着岩石。“好奇”号的图片显示,火星的地形与地球非常相似,很像美国西南部的部分地区。负责这次任务的科学家希望,通过对锐利山脉中的沉积岩的研究,我们可以重建火星早期的气候和环境,并确定火星是否曾经适宜居住。

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此外,“好奇”也传回来自拍照。从照片中,我们可以看到一些小石头散落在“好奇号的身体上。“好奇”号着陆时,这些石头被“吹”到机器表面,不会对“好奇”号的正常运行造成不良影响。这些图片具有很高的研究价值,表明“好奇”号登陆火星表面时,发动机的冲击波在着陆点附近的地表炸出了一个0.5米的弹坑,露出了下面的基岩。火星表面裸露的岩石含有丰富的地质和历史信息,是科学家们探索和研究的主要目标。

2.测量火星辐射环境

在登陆火星后的第四天后,“好奇”号开始使用其“辐射评估探测器”对火星的辐射环境进行大约3个半小时的监测。这些信息对于未来载人火星探测计划的设计是必要的。由于火星大气的厚度只有地球大气层的百分之一,而且火星上没有全球的磁场,大量来自太空的高速带电粒子可以到达火星表面,其表面辐射水平远高于地球。辐射评估探测器可以监测这些高速带电粒子,并评估火星表面的辐射环境及其对未来宇航员登陆火星的危害。

3.天气监测

好奇号对火星进行了24小时天气监测,并收集了相关数据。好奇号收集到的气象数据让气象学家们兴奋不已,因为此前只有少数气象设备被送到火星表面。“好奇”号所在的盖尔火山口风向呈现复杂的格局,值得研究。