正在阅读: 去火星上“科考”,在哪着陆很重要
  1. 时政
  2. 国际
  3. 时评
  4. 理论
  5. 文化
  6. 科技
  7. 教育
  8. 经济
  9. 生活
  10. 法治

去火星上“科考”,在哪着陆很重要

2018-11-29 09:16来源:科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  NASA

  11月26日,“洞察”号火星探测器成功在火星埃律西昂平原着陆,开始了对火星内部结构和现象的探测。“洞察”号着陆的埃律西昂平原是一片火星赤道附近的巨大的火山平原,距离“好奇”号火星车着陆的盖尔撞击坑仅约600公里。

  而就在数天前,美国国家航空航天局(NASA)还公布了下一代火星车“火星2020”号的计划着陆地点。杰泽罗撞击坑从三个备选着陆点中脱颖而出,成为了“火星2020”号火星车的目的地。

  虽然火星的个头相对地球要小,但在其约一亿四千万平方公里的表面上为价值连城的火星探测器选定一个合适的着陆点仍然不是一件容易的事,需要工程师与科学家相互配合共同完成。

  工程约束是首要考虑

  和地球一样,火星表面有各种地形地貌,既有一望无际的平原,又有深达6000米的峡谷和落差达27000米的太阳系第一高山。对于地球上的汽车驾驶员来说,在平坦的地面上停车显然要比把车停在斜坡上更为容易,因为既不用担心汽车溜坡,也不用在起步时实施相对复杂的坡起流程。对于火星车来说,在相对平坦的地形上着陆同样是风险更小、成功率更高的选择。火星的地形存在明显的南北差异。南半球遍布着高低起伏的山脉与峡谷,及大大小小的陨石坑,北半球的地形则相对比较平坦。因此,除了具备特殊探测使命的探测器外,绝大多数的火星着陆探测器都降落在北半球及赤道附近。

  探测器在着陆时,一般都需要通过与大气相互作用来减速,在着陆的最后阶段才使用自身发动机提供的动力实现软着陆。火星的大气相对稀薄,如果着陆点的明仕亚洲下载首页高程(与地球上的海拔概念类似)过高,那么探测器还没有被大气充分减速时就已经与火星表面接触。因此,一般都要选择高程较低的区域作为着陆点。

  长时间在火星工作的探测器要借助太阳能电池来产生电力。同时,用来导航和检测障碍的光敏感器也需要较好的光照条件。火星的高纬地区无法获得充足的光照,因此火星探测器大都会选择在纬度小于30度的区域着陆。低纬度地区良好的光照条件也带来了比较温和的昼夜温差,不会像高纬度地区那样出现极端的昼夜温差和夜间低温,从而使探测器更容易维持自身的热平衡。

  如果探测器不慎降落在一片充满岩石的区域,将会给探测器的工作带来很大的麻烦。岩石会破坏探测器的着陆缓冲机构,阻碍减速发动机的正常工作。同时,对于火星车来说,遍布的岩石还会对它们的移动带来阻碍。因此,一般要选择岩石较为稀少的地方作为着陆点。

  除了在火星上着陆的探测器外,还有MRO、MAVEN等探测器以围绕火星飞行的方式为我们带来火星的全球信息。利用这些轨道器的探测数据,科学家和工程师们可以对火星各个区域是否符合以上硬性约束做出判断,给出可能的着陆点选项。

  科学目标帮助甄选地点

  近期火星探测的科学目标以寻找火星上现在或曾经存在生命的证据为主。通过以往的研究,科学家们已经认识到,如果火星上的某片区域曾经是海底、湖盆、河床或者河流冲积形成的三角洲,那么这一区域很可能曾经存在能够孕育生命的环境。围绕火星飞行的探测器除了能够发回最直观的火星表面照片外,还能利用搭载的多波段光谱仪和测高仪等仪器,带来火星全球的表面地形地貌、岩石成分等更丰富的信息。科学家们可以根据每艘着陆探测器的具体科学目标,利用火星的全球数据选取一些潜在可用的着陆点。之后,通过不断的加密探测和比较讨论,缩小着陆点候选范围,并确定实际使用的着陆点。

  以“好奇”号火星车为例,这艘火星车最初计划于2009年发射,为其选取着陆点的工作在2006年就开始了。NASA向“火星探测项目分析组”的成员发出了征集着陆点的通知,各个研究机构的科学家们开始进行选点工作。很快,科学家们提交了33个可选的着陆点方案。NASA据此调整了环绕火星探测器的探测计划,以进一步获得这33个可选着陆点更细致的遥感观测信息。

  一年后,科学家们再次召开研讨会,利用已经获得的数据对着陆点进行了遴选。遴选主要考察四个方面的因素:获取地质学特征的能力、适宜生命存在的证据、生物特征的存在以及评估该地点孕育生命潜力的能力。在经过3天的讨论后,着陆点的候选者被降低到6个。

  有趣的是,“好奇”号实际使用的盖尔撞击坑着陆点,在此轮PK中就已经出局了。然而,2008年,MRO探测器上搭载的CRISM光谱仪带来了新的岩石成分探测数据。这些数据的分析表明,盖尔撞击坑中存在大量只能在富含水的环境中形成的矿物,意味着这里曾经存在着湖泊。此外,该处的地貌特征也表明此处曾经频繁地被洪水冲刷过。

  这些新情况引起了科学家们的极大兴趣,并将盖尔撞击坑重新列为备选登陆点。此时,“好奇”号任务由于其他原因被推迟到了2011年,科学家们获得了更长的时间来对着陆点进行更为充分的评估。

  2010年,在召开了最后一次研讨会后,科学家们仍然没有对着陆点的选取达成一致。因此,包括盖尔撞击坑在内的四个候选点的优势、劣势和科学家的建议被总结在一份仅有4页的文件中提交给NASA总部,由NASA官员做出最后的决定。从成功着陆至今,“好奇”号已经带来了大量的新科学发现,今年6月还发现了有机物分子存在的证据,从而说明选取盖尔撞击坑作为着陆点是相当成功的。

  载人登陆有更多要求

  目前,对载人登陆火星的着陆点研究也在进行当中。和探测器一样,载人任务也需要在一片较为平整的地形上实现软着陆。其明仕亚洲下载首页高程较低、地势平坦无大量岩石等要求与无人探测的着陆点要求一致。此外,载人登陆火星还要考虑更多因素。

  由于从地球前往火星的运载成本巨大,因此在当前的技术条件下宇航员们很难携带大量的水前往火星,他们日常生存所需要的水必须在火星上就地取材。同时,水还可以供宇航员们在火星上进行农作物生产,通过电离产生供他们呼吸的氧和可以作为飞船燃料的氢。

  在火星上,能够大量产生水的途径有两个。一个是通过分解水合矿物质,另一个则是开凿火星上的冰层。从直觉上看,开凿冰层似乎是一个更加容易且直接的选项。然而,火星上的冰层一般存在于寒冷的极区,这里的低温将给宇航员的生存和登陆飞船的正常运作带来更大的挑战。极端的低温也意味着开凿冰层需要耗费较多的能量。此外,宇航员从火星极区起飞返回地球时,无法像在赤道那样得到火星自转的“助力”。因此,在低纬度地区寻找富含水合矿物质的地区着陆目前被认为是更加合理的选择。(李会超)

[责编:毕孝斌]

阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  1. 开心
     
    0
  2. 难过
     
    0
  3. 点赞
     
    0
  4. 飘过
     
    0

视觉焦点

  1. 灯光秀扮靓新疆哈密夜空

  2. 欢快锣鼓闹元宵

独家策划

推荐阅读
千里之行始于足下,也更希望对我们国家的科学发展关注,这才是整个国家发展和腾飞的真正动力。
2019-02-15 18:46
继嫦娥四号成功着陆月球背面,并发回相关资料后,我们又迎来了一个关于嫦娥四号的大新闻。
2019-02-15 14:06
从珠峰大本营到绒布寺,下撤距离只有2公里左右,这个距离其实对于人们观赏珠峰没有任何影响。
2019-02-15 13:51
人类社会仍处于“版权保护原始社会”。
2019-02-15 09:35
坐公交、地铁,无需公交卡,刷一下手机便可乘坐;逛商场、吃饭,手机就是银行卡,结账时无需点开二维码,在POS机上一刷便付款成功;不用再找数据线和插孔,手机放在桌上,便可以自动充电……这样智能化的生活场景得益于近场通信(NFC)中一种叫高磁导率磁性基板的材料。
2019-02-15 09:01
所谓“外骨骼机器人”其实是一种可穿戴的动力外骨骼系统。“傅利叶智能通过力反馈控制算法,将外骨骼机器人与人进行交互,步态轨迹也可以依据使用者的用力大小、外部动态环境的变化而实时调整。
2019-02-15 09:00
2015年底,FDA批准了二甲双胍是否具有延长人类寿命功能的临床科学研究,这是FDA首次批准所谓抗衰老药物的临床研究。近些年,新的衰老细胞假说出现,有科学家表示发现生物体内存在衰老细胞,用方法杀死衰老细胞,就可以焕发青春。
2019-02-15 08:59

孩子是每个家庭的希望,孩子如果患上肿瘤对家庭将是严重打击。每年2月15日是国际儿童癌症日,14日,记者从重庆大学附属肿瘤医院获悉,据国际儿童肿瘤学会调查显示,儿童肿瘤发病率近十年以年均2.8%左右的速度增长,儿童肿瘤已成为仅次于意外伤害的第二大儿童死亡原因。

2019-02-15 08:56
“外来物种鳄雀鳝如果真来到白云湖,会对水域生态环境造成严重威胁。这些外来物种一旦进入我国的水生生态系统,有可能对我国的水生生物多样性和水域生态安全带来严重影响和危害。
2019-02-15 08:53

14日,北方雪花飘飘,南方阴雨连绵,全国出现入冬以来范围最大的雨雪天气。“十天之内,北京下了三场雪,终于把2018年没见到雪的遗憾给补上了。”有网友在朋友圈感慨。2月,北方地区频繁降雪的原因是什么,与欧洲、美国近期接二连三出现的暴雪天气有无关联?

2019-02-15 08:52
一个英美联合研究团队首次实地勘测了南极洲麦克默多冰架,对其因表面融水湖的水流进出所造成的弯曲度分析后认为,正是融水湖的充水和排水导致了漂浮着的南极冰架弯曲,并可能威胁到其稳定性。论文刊发在13日出版的《自然·通讯》上。
2019-02-15 08:52
阿尔玛望远镜在银河系中心附近捕捉到特异分子云的详细结构。根据其运动进行分析,日本科学家发现了超过太阳质量3万倍的黑洞存在。他们认为,在银河中心附近可能潜伏着多颗类似的中等质量黑洞。
2019-02-15 08:51
《科学》杂志去年曾发表一项研究表明,火星南极冰盖下有液态水。火星比地球要冷得多,因此不清楚在冰盖底部融化冰需要怎样的条件。模型显示,单独使用盐并不会导致温度升高并使冰融化,而是需要从火星内部获得额外的热量。
2019-02-15 08:50
据美国国家航空航天局(NASA)官网消息,当地时间12日,该机构的“洞察”号火星着陆器已将地下热量探测仪成功设置在火星表面,距离此前设置的地震计约1米远。去年12月,“洞察”号成功将地震测量仪安放在火星表面,倾听来自火星内部的震波,帮助科学家分析火星内部不同层级的深度和构成。
2019-02-15 08:50
英国《自然》杂志14日在线发表了一项最新医学成果:瑞士科研团队报告称,已可以重编码人类α和γ胰岛细胞,使之产生胰岛素。之后,研究团队测试了这些产生胰岛素的人类α细胞,是否可以减轻缺乏胰岛β细胞的Ⅰ型糖尿病小鼠的临床症状。
2019-02-15 08:49
最近我在校园里碰到一位生化专业“准院士”级的教授。他非常不悦地说:“你们搞的那个什么抄袭检测,真有问题,搞得我们,尤其是我的学生下笔先恐‘查’,难道我们参考文献或按照行业常规描述实验就是抄袭吗?特别是对生物实验中经典方法的描述,为了降低查重率,就一定要拆散字词重新组织实验过程吗?”
2019-02-15 08:48
记者从哈尔滨工业大学获悉,该校生命学院教授黄志伟课题组完成的一项课题《高保真SpCas9变体的结构基础》,日前发表在最新一期国际期刊《细胞研究》上。
2019-02-15 08:48
近年来,Hippo信号通路成为国内外研究的热门领域,该通路被认为对组织再生、器官大小以及肿瘤发生起着重要调控作用。而当饲喂小鼠能降低其体内胆汁酸水平的消胆胺时,则可以有效缓解肝脏过度生长及肿瘤的形成。
2019-02-15 08:47
对于这一开发热潮,中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为,目前看不到这样的需求。只能防辐射而已  虽然目前开采小行星的设想很多,但万变不离其宗,基本想法都是将探测器发射到小行星上,开采资源后带回地球,或直接在太空用于建设。
2019-02-15 08:46
记者14日从中国石化西北油田分公司获悉,西北油田顺北5-5H井顺利完钻进入测试阶段,完钻井深8520米,刷新了亚洲陆上最深井顺北蓬1井8450米的纪录,同时创下4项工程技术亚洲陆上新纪录。
2019-02-15 08:46
加载更多