北京時(shí)間2020年7月30日19時(shí)50分左右,一枚“宇宙神五”(Atlas-V)運(yùn)載火箭在美國(guó)卡納維拉爾角航天基地發(fā)射升空,本次搭載的是美國(guó)宇航局“毅力”號(hào)(Perseverance)核動(dòng)力火星車。
來自美國(guó)宇航局(NASA)的官方消息顯示,其“毅力”號(hào)火星車已經(jīng)成功完成了所有的發(fā)射和入軌步驟,開始向著火星前進(jìn)。
“毅力”號(hào)火星車可看作2012年登陸火星的“好奇”號(hào)火星車的升級(jí)版,裝備有最新型的科學(xué)探測(cè)儀器,更加側(cè)重對(duì)火星潛在生命跡象的探索。
此外,“毅力”號(hào)火星車還將擔(dān)負(fù)火星采樣任務(wù),采集火星的巖石和土壤樣本,為未來的火星采樣返回任務(wù)做準(zhǔn)備。據(jù)悉,本次火星任務(wù)共耗資超24億美元。
非常有意思的是,本次發(fā)射,除了“毅力”號(hào)火星車之外,還搭載了一架小型火星直升機(jī),能夠?qū)鹦擒囍憛^(qū)域附近進(jìn)行空中偵查。一旦成功,將成為首架在其他行星上飛行的可控飛行器。
這架名為小機(jī)靈(Ingenuity)的直升機(jī)重僅為1.8公斤,由兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳提供升力,旋轉(zhuǎn)角速度可達(dá)2400轉(zhuǎn)每分鐘。水平移動(dòng)的速度為10米每秒,爬升速度為3米每秒。有關(guān)這架小直升機(jī)的詳細(xì)情況,后面有專門章節(jié)具體介紹。
全文結(jié)構(gòu)如下:
一、美國(guó)本次火星任務(wù)和中國(guó)的火星任務(wù)有什么不同?
二、毅力號(hào)火星車和好奇號(hào)火星車有什么不同?
三、毅力號(hào)火星車攜帶了哪些重要科學(xué)儀器?
四、毅力號(hào)火星車有哪些關(guān)鍵的科學(xué)目標(biāo)?
五、毅力號(hào)火星車的登陸地點(diǎn)在哪里?
六、翱翔在火星天空的首架人類直升機(jī)
七、不依賴陽(yáng)光的核能發(fā)電裝置
八、1093萬個(gè)地球人名字飛往火星
九、火星隕石搭乘毅力號(hào)火星車重返老家
十、為什么今年三個(gè)國(guó)家扎堆發(fā)射火星探測(cè)器?
十一、無形的風(fēng)箏線:美國(guó)深空探測(cè)網(wǎng)
十二、火星和地球的比較
十三、人類探測(cè)火星的悲壯歷史
十四、火星上有哪些最著名的探測(cè)器?
一、美國(guó)本次火星任務(wù)和中國(guó)的火星任務(wù)有什么不同?
7月23日,我國(guó)用長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭把“天問一號(hào)”送入飛往火星的軌道,這是我國(guó)首次發(fā)射火星探測(cè)器,并計(jì)劃利用這一次任務(wù),完成對(duì)火星的繞、落、巡三種形式的探測(cè),復(fù)雜度和難度都非常高。具體來講,就是把火星軌道飛行器、火星著陸平臺(tái)、火星車以及附屬設(shè)備一次性送到火星,加起來重達(dá)5噸,只有長(zhǎng)征五號(hào)火箭才能投送。
美國(guó)此次“火星2020”任務(wù),主要是把“毅力”號(hào)火星車送到火星表面?;鹦擒嚰由细綄俚牡顷懺O(shè)備總重量為3.9噸,比我們的“天問一號(hào)”要輕一些,采用比長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)力小一些的宇宙神V541型火箭發(fā)射。
“毅力”號(hào)火星車長(zhǎng)3米、寬2.7米、高2.2米、自重1025公斤,采用核動(dòng)力驅(qū)動(dòng),稍展開來講就是利用钚238原子核衰變釋放的熱量通過熱電偶來產(chǎn)生電能,功率不算太大,僅能提供持續(xù)的110瓦的電能,但這種方式能夠完全擺脫對(duì)太陽(yáng)照射的依賴,能夠持續(xù)穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)火星車在火星上運(yùn)動(dòng)。除了核電池之外,還安裝有兩塊鋰離子充電電池,用來提供瞬時(shí)大功率用電。
但這種核動(dòng)力也有其缺點(diǎn),首先成本很高,其次隨著時(shí)間的推移,放射性元素不斷衰變,輸出功率會(huì)逐年下降,但至少可以使用14年的時(shí)間。有關(guān)這種核電源的詳情,后面有專門章節(jié)介紹。
我國(guó)的火星車重約240公斤,幾乎是玉兔月球車重量的兩倍,預(yù)計(jì)能工作至少90個(gè)火星日。這個(gè)重量介于NASA的“機(jī)遇”號(hào)火星車和“毅力”號(hào)火星車之間。具體來講,“機(jī)遇”號(hào)火星車重185公斤,“毅力”號(hào)火星車重1000多公斤。
我國(guó)的火星車有四片太陽(yáng)能板,六個(gè)車輪,兩個(gè)高聳的天線,看起來就像一只蝴蝶。受火星上光照和溫度的限制,火星車最佳的工作時(shí)間是在火星的中午前后,這時(shí)候陽(yáng)光比較充足,能為其上搭載的科學(xué)儀器提供充足的電力。在白天陽(yáng)光充足的時(shí)候,火星車還會(huì)把一部分電能儲(chǔ)存在蓄電池中,以備夜間使用。
除此之外,科學(xué)家還想到一種利用物質(zhì)相變吸收太陽(yáng)能的巧妙方法,在火星車頂部,有一個(gè)叫集熱窗的裝置,里面裝有正十一烷。白天,溫度升高的時(shí)候,這種物質(zhì)吸收熱量而熔化;夜間,溫度下降的時(shí)候,這種物質(zhì)釋放熱量而凝固。利用這種方法,可保證火星車安全度過漫漫寒夜。這種全新的利用熱量的方式,在世界上尚屬首次。
在科學(xué)任務(wù)細(xì)節(jié)方面,美國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)和我國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)也有差別,這里我們就不展開比較了。
二、毅力號(hào)火星車和好奇號(hào)火星車有什么不同?
文章開始部分我們也提到,“毅力”號(hào)火星車可看作此前已登陸火星的“好奇”號(hào)火星車的升級(jí)版,是在“好奇”號(hào)火星車的基礎(chǔ)上進(jìn)行定向設(shè)計(jì)而來,但兩者在很多細(xì)節(jié)方面卻很不相同。
“毅力”號(hào)比“好奇”號(hào)的車身更長(zhǎng),大約長(zhǎng)13厘米。“毅力”號(hào)比“好奇”號(hào)更重,毅力號(hào)重1025公斤,好奇號(hào)重899公斤,多出來的重量主要是因?yàn)橐懔μ?hào)搭載了更重的設(shè)備。
“毅力”號(hào)火星車則安裝有23個(gè)相機(jī),大部分都是彩色的,“毅力”號(hào)的桅桿相機(jī)具有更好的變焦功能,能夠拍攝高清晰的視頻和全景圖。而“好奇”號(hào)火星車只安裝有17個(gè)相機(jī),只有四個(gè)是彩色相機(jī)。
“毅力”號(hào)火星車還安裝有兩個(gè)麥克風(fēng),不僅能用來捕捉毅力號(hào)降落到火星上的聲音,還能夠用來傾聽火星上的風(fēng)聲以及激光分析儀轟擊巖石的聲音。
“毅力”號(hào)的車輪和“好奇”號(hào)使用的材質(zhì)一樣,但輪徑更大一點(diǎn),寬度要窄一些。車輪上面的花紋也不一樣,更加堅(jiān)固。
“毅力”號(hào)的自主能力比“好奇”號(hào)更強(qiáng),能夠更加高效完成任務(wù)。
三、毅力號(hào)火星車攜帶了哪些重要科學(xué)儀器?
1、Mastcam-Z:這是位于桅桿上的變焦全景相機(jī),能夠產(chǎn)生高清晰的全景和立體圖像;能夠鑒定火星表面巖石的成分,還能夠輔助火星車行進(jìn)。消耗功率大約17.4瓦。
2、SuperCam:這是一臺(tái)激光超距分析儀,能夠遠(yuǎn)距離利用高清相機(jī)、激光和光譜儀對(duì)火星上的巖石和土壤成分進(jìn)行分析。消耗功率大約17.9瓦。
3、PIXL:這是X射線光譜儀,能夠利用礦物對(duì)X射線產(chǎn)生熒光的原理進(jìn)行更加精確的分析。裝配有微距相機(jī),能夠看清非常細(xì)小的火星沙粒。消耗功率大約25瓦。
4、SHERLOC:這是紫外光譜儀,能夠利用紫外激光對(duì)礦物和有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分析,這將是火星上第一個(gè)紫外拉曼光譜儀。這臺(tái)儀器上還安裝有一臺(tái)高分辨率的彩色相機(jī)。消耗總功率大約48.8瓦。
5、MOXIE:我們知道,火星大氣中二氧化碳占95%。這臺(tái)儀器將進(jìn)行一項(xiàng)非常重要的實(shí)驗(yàn),那就是通過化學(xué)反應(yīng)從火星大氣的二氧化碳中制取氧氣。有了氧氣,不但可以供未來登陸火星的宇航員呼吸使用,而且氧還是火箭的推進(jìn)劑。這臺(tái)儀器消耗功率約300瓦。
6、MEDA:相當(dāng)于移動(dòng)氣象站,能夠?qū)鹦谴髿獾臏囟?、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度以及沙塵的大小和形狀進(jìn)行記錄。消耗功率約17瓦。
7、RIMFAX:這是雷達(dá)探測(cè)儀,這臺(tái)儀器是利用雷達(dá)對(duì)火星表面之下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè),能夠達(dá)到厘米級(jí)別的分辨率。消耗功率約5瓦至10瓦。
四、毅力號(hào)火星車有哪些關(guān)鍵的科學(xué)目標(biāo)?
1、尋找遠(yuǎn)古火星存在過生命的痕跡。
2、收集巖石和土壤樣本,為未來的火星采樣返回做準(zhǔn)備。
3、探索著陸區(qū)域的地質(zhì)多樣性。
4、為未來的火星任務(wù)驗(yàn)證新技術(shù)。
五、毅力號(hào)火星車的登陸地點(diǎn)在哪里?
“毅力”號(hào)將降落在火星的北緯18度,西經(jīng)77度,一個(gè)名叫杰澤羅撞擊坑(Jezero Crater)的地方。這個(gè)撞擊坑直徑49公里,在遠(yuǎn)古時(shí)期曾經(jīng)充滿了水,里面富含沉積的黏土。“毅力”號(hào)火星車選擇在這里著陸,就是為了尋找沉積物中可能存在過生命的痕跡。
非常有趣的是,曾經(jīng)有一條河流流入這個(gè)遠(yuǎn)古湖泊,在河流的入口處形成了一個(gè)三角洲。“毅力”號(hào)的著陸范圍就覆蓋在三角洲地帶。
六、翱翔在火星天空的首架人類直升機(jī)
美國(guó)宇航局的本次火星任務(wù),非常具有創(chuàng)新性的一點(diǎn)是,除了高大上的“毅力”號(hào)火星車之外,還有非常靈巧可愛的火星無人機(jī)。
這架名為小機(jī)靈的直升機(jī)重僅為1.8公斤,高0.5米,螺旋槳直徑1.2米,由兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳提供升力,功率350瓦。
雖然火星的表面引力只有地球的三分之一,從這點(diǎn)看有利于飛行器飛行,但是火星的氣壓只有地球氣壓的1%,空氣非常稀薄,因此要求螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)更加快速才行。小機(jī)靈直升機(jī)螺旋槳旋轉(zhuǎn)角速度可達(dá)2400轉(zhuǎn)每分鐘。水平移動(dòng)的速度為10米每秒,爬升速度為3米每秒。
這架小直升機(jī)靠頂部的太陽(yáng)能板進(jìn)行充電,電能儲(chǔ)存在鋰離子電池中。充電一天,大概能夠飛行90秒!安裝有一個(gè)彩色相機(jī)和一個(gè)黑白相機(jī)。
這架直升機(jī)無法直接和地球聯(lián)絡(luò),要通過“毅力”號(hào)進(jìn)行信息接力傳輸,因此,不能飛離“毅力”號(hào)太遠(yuǎn),最遠(yuǎn)航程僅300米,最遠(yuǎn)通訊距離為1公里。
其實(shí),本次火星直升機(jī)項(xiàng)目主要是為了進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證,并沒有賦予太多任務(wù)使命?;鹦侵鄙龣C(jī)比軌道上的人造衛(wèi)星分辨率更高,而且比火星車更加靈活,機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)。一旦飛行成功,將為未來火星探測(cè)增加了全新的方式。
七、不依賴陽(yáng)光的核能發(fā)電裝置
雖然太陽(yáng)能動(dòng)力也可以在火星上工作,但有時(shí)候會(huì)遇到問題。當(dāng)火星上起沙塵暴的時(shí)候,火星灰塵會(huì)遮擋90%的太陽(yáng)光,灰塵也會(huì)覆蓋電池板。“毅力”號(hào)火星車重約1000公斤,是一輛較大的火星車,大小如同一輛小型汽車。它上面搭載有數(shù)臺(tái)高能耗儀器,所以它的能量需求很高,因此依靠太陽(yáng)能發(fā)電不能滿足用電需求。
毅力號(hào)火星車使用的是“放射性同位素?zé)岚l(fā)電機(jī)”(Radioisotope Thermoelectric Generator,縮寫為RTG)提供電能。其原理是,通過熱電偶裝置把放射性同位素钚-238衰變產(chǎn)生的熱直接轉(zhuǎn)換為直流電來提供火星車的行駛和各項(xiàng)儀器設(shè)備使用。
人造同位素钚-238的半衰期僅為88年,這意味著它的放射性衰減之快可以讓它非常熾熱。钚-238釋放的是阿爾法射線,很容易被阻擋,這種物質(zhì)不能用于核彈。RTG沒有活動(dòng)的部件,所以很可靠,并且放射性材料能夠持續(xù)發(fā)熱很多年。RTG除了用于為“毅力”號(hào)供電之外,余熱還能為“毅力”號(hào)的各種儀器以及自身供暖。
“毅力”號(hào)使用的RTG裝置是當(dāng)年好奇號(hào)火星車的備用產(chǎn)品,重量約45公斤,里面封存有4.8公斤的二氧化钚。當(dāng)電力需求低谷的時(shí)候,RTG就給兩塊鋰離子電池充電,以備用電需求增加的時(shí)候使用。隨著放射性元素的不斷衰變,輸出功率會(huì)越來越低,但“毅力”號(hào)上的RTG使用壽命至少可達(dá)14年。
其實(shí),這種利用核能的方式并不是太新鮮的科技。當(dāng)年阿波羅登月期間,就使用過這種發(fā)電裝置。
對(duì)于那些飛往火星之外的探測(cè)器,使用核能幾乎是唯一的選擇。大名鼎鼎的旅行者1號(hào)探測(cè)器、旅行者2號(hào)探測(cè)器、先驅(qū)者10號(hào)探測(cè)器、先驅(qū)者11號(hào)探測(cè)器以及飛掠冥王星的新視野探測(cè)器,都是采用RTG供電。除此之外,探測(cè)木星的伽利略探測(cè)器、探測(cè)土星的卡西尼探測(cè)器也都是利用的RTG供電。唯一的例外是朱諾號(hào)木星探測(cè)器,朱諾號(hào)采用的是異常巨大的太陽(yáng)能板供電,據(jù)說是由于當(dāng)年用于RTG的钚238儲(chǔ)備不足,不得已而采用權(quán)宜之計(jì)。
八、1093萬個(gè)地球人名字飛往火星
為了喚起公眾對(duì)這次火星任務(wù)的注意,依照慣例,美國(guó)宇航局開展了“發(fā)送你的名字到火星”的活動(dòng),通過網(wǎng)絡(luò)向全世界征集,最終征集了10932295個(gè)名字。值得注意的是,這些名字不是以二進(jìn)制的形式存放在內(nèi)存里,而是用電子束雕刻的方式刻在三塊指甲蓋大小的硅片上。
這種活動(dòng),美國(guó)宇航局已經(jīng)舉辦過多次,每當(dāng)有深空探測(cè)任務(wù)的時(shí)候,往往都會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)征集名字。最近的一次是2018年洞察號(hào)火星車發(fā)射的時(shí)候,同樣征集過一波,那次收集的人名數(shù)量大約有240萬。2011年好奇號(hào)火星車發(fā)射的時(shí)候,征集到的人名數(shù)量才100多萬。
九、火星隕石搭乘毅力號(hào)火星車重返老家
科學(xué)家估計(jì),在大約60萬年前,一顆小行星或彗星撞擊了火星,飛濺出的火星巖石在大約1000年前墜落在阿曼沙漠,1999年才被科學(xué)家發(fā)現(xiàn),這是一塊典型的玄武巖,其中含有輝石、橄欖石和長(zhǎng)石礦物質(zhì)。該巖石的代號(hào)為SaU 008,形成于大約4.5億年前。
圖注:毅力號(hào)火星車將搭載這塊火星隕石的切片,目的是為了利用這塊火星巖石對(duì)其紫外光譜儀SHERLOC進(jìn)行校準(zhǔn)。
“毅力”號(hào)火星車將搭載這塊隕石的切片,目的是為了利用這塊火星巖石對(duì)其紫外光譜儀SHERLOC進(jìn)行校準(zhǔn)。
如果紫外光譜儀在停留火星期間出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤,他們將難以察覺,因此把火星巖石切片放在“毅力”號(hào)前方,讓它不時(shí)接受掃描。地面控制人員可根據(jù)掃描結(jié)果判斷這臺(tái)儀器是否工作正常。
十、為什么今年三個(gè)國(guó)家扎堆發(fā)射火星探測(cè)器?
你如果關(guān)注太空,就會(huì)知道今年有三個(gè)國(guó)家向火星發(fā)射探測(cè)器:我國(guó)的“天問一號(hào)”探測(cè)器、美國(guó)的“毅力”號(hào)火星車和阿聯(lián)酋的“希望”號(hào)探測(cè)器。其中,“希望”號(hào)探測(cè)器已于7月20日率先發(fā)射升空。“天問一號(hào)”也已于7月23日發(fā)射升空,目前已飛到距離地球150萬公里之外,也正在飛往火星的軌道中。
由于新冠疫情的原因,“毅力”號(hào)火星車的發(fā)射日期已經(jīng)受到了影響,但如果錯(cuò)過了8月15日這個(gè)最后的窗口日期,那么就要繼續(xù)等兩年,這是為什么呢?
我們知道,火星軌道在地球軌道的外側(cè),它們共同繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)?;鹦抢@太陽(yáng)一圈大約需要2個(gè)地球年,火星運(yùn)動(dòng)的比地球慢,因此二者之間的相對(duì)位置在時(shí)刻在變化。最遠(yuǎn)時(shí)兩者之前的距離大約4億公里,最近時(shí)大約5500萬公里。那,是不是說當(dāng)兩者之間距離最近的時(shí)候才發(fā)射火箭呢?答案是否定的。上面我們也說了,地球和火星的相對(duì)位置在時(shí)刻變化,我們不能有“刻舟求劍”的錯(cuò)誤思維。
其實(shí),早在1925年,有一位名叫霍曼的工程師就提出了一種讓航天器變換軌道的最優(yōu)方案,后來被稱為“霍曼轉(zhuǎn)移軌道”。具體到從地球飛往火星,這是一種連接地球軌道與火星軌道的橢圓軌道。如果選取的發(fā)射時(shí)間窗口合適,當(dāng)探測(cè)器沿著霍曼軌道運(yùn)動(dòng)到與火星軌道交點(diǎn)時(shí),火星也能恰好運(yùn)行到這個(gè)交點(diǎn)附近。對(duì)于發(fā)射火星探測(cè)器而言,這個(gè)時(shí)間窗口大約每26個(gè)月才出現(xiàn)一次。因此,錯(cuò)過今年的發(fā)射窗口,就要再等兩年!所以,今年才出現(xiàn)扎堆發(fā)射火星探測(cè)器的情況。例如,歐盟和俄羅斯聯(lián)合研制的火星探測(cè)器,本來也是今年發(fā)射,但由于技術(shù)原因被迫推遲,只能等到2022年發(fā)射了。
這里要強(qiáng)一下,這種最優(yōu)的軌道設(shè)計(jì)不是最節(jié)省時(shí)間,而是最節(jié)省燃料,目的是為了最大限度提高有效載荷。理論上,采用霍曼轉(zhuǎn)移軌道,從地球到火星要飛八個(gè)多月左右的時(shí)間。當(dāng)然,探測(cè)器實(shí)際飛行的軌道往往并不是嚴(yán)格的霍曼轉(zhuǎn)移軌道,實(shí)際飛行時(shí)間稍短或稍長(zhǎng)。
十一、無形的風(fēng)箏線:美國(guó)深空探測(cè)網(wǎng)
火星探測(cè)器離開地球,在飛往火星的過程中需要精確測(cè)控。由于探測(cè)器的距離很遠(yuǎn),發(fā)出的信號(hào)隨著距離的增加而衰減,這就需要有強(qiáng)大的深空測(cè)控能力。
最著名的要數(shù)美國(guó)深空網(wǎng)(DNS),這是由美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室管理的一個(gè)先進(jìn)的測(cè)控網(wǎng),是為了對(duì)執(zhí)行月球、行星和行星際探測(cè)任務(wù)的航天器進(jìn)行跟蹤、導(dǎo)航與通信而建立的地基全球分布測(cè)控網(wǎng)。
為了克服地球自轉(zhuǎn)影響,實(shí)現(xiàn)對(duì)深空航天器的連續(xù)測(cè)控覆蓋,深空測(cè)控網(wǎng)的布局通常是在全球范圍內(nèi)經(jīng)度上間隔約120度,這樣就可以確保對(duì)距離地球表面3萬公里以上的航天器進(jìn)行連續(xù)跟蹤。
美國(guó)深空網(wǎng)由在全球按經(jīng)度間隔120度分布的三個(gè)深空通信綜合設(shè)施組成,分別位于美國(guó)加州的戈?duì)柕滤雇ā⑽靼嘌赖鸟R德里和澳大利亞的堪培拉。深空網(wǎng)的操作控制中心位于美國(guó)加州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。美國(guó)深空網(wǎng)是目前世界上規(guī)模最大、能力最強(qiáng)的深空測(cè)控系統(tǒng)。
除了美國(guó)深空網(wǎng),歐空局也有自己的全球性深空網(wǎng)。俄羅斯、日本、印度、意大利、德國(guó)等國(guó)家也研制建設(shè)了自己的深空測(cè)控設(shè)備,但并未形成完整的全球性深空網(wǎng)。
值得一提的是,近年來,我國(guó)為了深空探測(cè)的需要,也建立了自己的深空網(wǎng)。我們的深空通信綜合設(shè)施主要是喀什深空測(cè)控站、佳木斯深空測(cè)控站和位于阿根廷的深空測(cè)控站。
目前,我國(guó)的深空網(wǎng)已成為繼美國(guó)深空網(wǎng)、歐空局深空網(wǎng)之外,又一功能完備的全球性測(cè)控網(wǎng)。
十二、火星和地球的比較
太陽(yáng)系內(nèi)有八大行星,其中水星、金星、地球和火星屬于巖石行星,探測(cè)器可以在上面著陸,木星、土星、天王星和海王星屬于氣態(tài)行星,沒有固體表面。
在四顆類地行星中,金星和地球的大小最為接近,但除了大小之外,其他方面就很不一樣了,金星表面的溫度可達(dá)400攝氏度,甚至可以讓鉛熔化,人類是無法在這樣的環(huán)境中長(zhǎng)期駐留和生存的。
火星的直徑相當(dāng)于地球的一半,表面引力相當(dāng)于地球的三分之一,大氣壓相當(dāng)于地球的百分之一,赤道地區(qū)最高溫度甚至可達(dá)35攝氏度,但全球平均溫度較低,為零下63攝氏度。
另外,火星的自轉(zhuǎn)周期和地球非常接近,為24小時(shí)40分鐘。像地球一樣,火星也是傾斜著自轉(zhuǎn)的,傾角為25.2度,地球?yàn)?3.5度,兩者也非常接近。由于是傾斜著自轉(zhuǎn),也就像地球一樣,有四季交替現(xiàn)象。
值得注意的是,火星的大氣絕大部分是二氧化碳,含量高達(dá)95%!其余是氮?dú)獾葰怏w,沒有氧氣。因此,未來飛往火星的宇航員必須身穿宇航服才能在上面活動(dòng)。
十三、人類探測(cè)火星的悲壯歷史
迄今為止,人類已嘗試發(fā)射了47次火星探測(cè)。其中,美國(guó)22次,前蘇聯(lián)和俄羅斯共19次,日本1次,歐洲2次,印度1次,阿聯(lián)酋1次,中國(guó)1次。完全成功和部分成功共計(jì)23次(阿聯(lián)酋的希望號(hào)、中國(guó)的天問一號(hào)以及美國(guó)的“毅力”號(hào)都在飛行的途中,成功與否先不做統(tǒng)計(jì))。
其中,前蘇聯(lián)共嘗試發(fā)射17次火星探測(cè)器,成功和部分成功僅5次,成功率僅29%。因此,火星有探測(cè)器墳場(chǎng)的稱呼。
除了本次“毅力”號(hào)之外,美國(guó)向火星發(fā)射了22次探測(cè)器,其中成功了15次,失敗了7次;歐空局向火星發(fā)射了2次,成功了2次;俄羅斯向火星發(fā)射了2次,失敗了2次;日本向火星發(fā)射了1次,失敗了1次;印度向火星發(fā)射了1次,成功了1次。阿聯(lián)酋的希望號(hào)和中國(guó)的天問一號(hào)在飛往火星的途中。
隨著科技的進(jìn)步,近些年火星探測(cè)器的成功率已經(jīng)有了很大的提高。
十四、火星上有哪些最著名的探測(cè)器?
當(dāng)前,最著名的火星探測(cè)器要數(shù)“好奇”號(hào)火星車了,“好奇”號(hào)火星車自從2012年著陸火星以來,一直穩(wěn)定工作,靠放射性同位素發(fā)電機(jī)提供能量。
2004年著陸火星的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)火星車也是大名鼎鼎,兩輛火星車的設(shè)計(jì)壽命只有90天,但兩者都大大超期服役。其中,“勇氣”號(hào)運(yùn)行到2010年,“機(jī)遇”號(hào)更是運(yùn)行到2018年。
1976年著陸到火星的“海盜一號(hào)”和“海盜二號(hào)”著陸器也非常有名,這兩枚著陸器極大提高了人類對(duì)火星的認(rèn)識(shí)。
2018年著陸火星的“洞察”號(hào)探測(cè)器是目前最新的著陸器,目前正在通過監(jiān)聽火星的星震和內(nèi)部熱流來研究火星的整體結(jié)構(gòu)。
除了這些火星車和著陸器,在火星軌道上運(yùn)行的著名軌道器(火星人造衛(wèi)星)有“2001火星奧德賽”;“火星快車”以及“火星勘測(cè)軌道飛行器”等等。
十五、人類探測(cè)火星的重要意義是什么?
火星是太陽(yáng)系內(nèi)與地球環(huán)境最接近的行星,有稀薄的大氣層,氣壓為地球的1%,局部最高溫度甚至可達(dá)35攝氏度,當(dāng)然平均溫度還是比較低的,只有零下63攝氏度。此外,還封存有大量冷凍狀態(tài)的水。因此,在未來,火星幾乎是唯一存在移民可能性的行星。另外,火星還可能存在像微生物這種低等生命的可能性。這也是世界各國(guó)熱衷探索火星的重要原因。(騰訊太空 文/喬輝)
關(guān)鍵詞: 核動(dòng)力火星車