美国毅力号成功登陆红色星球!考古火星生命之门
琥珀风筝 陌上美国
2.5亿公里,是地球到火星的距离。
即使通讯信号以光速从火星传到地球,穿越这个距离,也需要11分22秒。
2020年7月30日,美国从地面发射的火星登陆器毅力号(Perseverance),哪怕以1.2万英里每小时的速度昼夜不停地飞行,也要经历整整半年的行程,才能达到这个红色星球。
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火星一日比地球一日长40分钟。
这是NASA(美国航天航空局)继1997年发射旅居者号(Sojourner)火星探测漫游器,2003年发射精神号(Spirit)和机遇号(Opportunity), 2012年又将好奇号(Curiosity)送出地球之后,历史上第五次向火星发起漫游车登陆行动。
执行任务的是全智能的毅力号,这辆NASA最为先进的火星漫游车,造价27亿美元,重2200磅。
毅力号设备配置包括最高端先进的相机,可以分析岩石化学成分的激光和探地雷达。在地球上对这些工具的测试表明,它有望探明火星是否存在过古生物。
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2021年2月18日,是毅力号按计划飞抵火星完成登陆的日子。美国也是本月第三个送宇航飞行器到火星的国家,其他是阿联酋和中国。两国的火星探测器目前正在火星轨道里环绕,探测地形选择着落地点,预计3-4个月之后操作登陆。
美国因为早已对火星的地貌有了丰富的资料,这次毅力号可以绕开环绕火星轨道一步,直取计划好的火星表面地点登陆。
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美国队的特别之处从NASA的直播就可以看出来,地球上各种人群,都有移民到这片土地的代表。今天毅力号登陆火星的NASA直播主持人看着像西裔,而科研主导团队亮相,一眼就能看到华裔、印度裔等在美国理工科(STEM)世界越来越挑大梁的人群的代表。
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这次任务的总负责和指挥部,是位于加利福尼亚州的NASA喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)。
执行毅力号火星登陆项目的首席工程师(the lead engineer)是位华裔美国人,陈艾伦(Allen Chen)。
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美国科学家选择了一个地形复杂、充满挑战的登陆地点,杰泽罗陨石坑(Jezero Crater) 。
因为科学家们相信,这是个古代火星的湖泊区,有加州太浩湖(Lake Tahoe)一样大的面积,也是最有可能寻找到几十亿年前,火星是否存在生命痕迹答案的地方。
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这次登陆的最大挑战在于,毅力号要从1.2万英里每小时的极速,在7分钟内快速刹车,且在着落过程中要保证,让有一辆SUV(越野车)大小的毅力号保持完整不摔成碎片,成功地降落到火星表面。
火星稀薄的大气层仅相当于地球大气层1%的浓度,这为任务增加了数倍难度。一方面来自气体分子的摩擦,将航天器底面加热到数千度;另一方面,又需要足够的摩擦力来减慢它的速度,否则仅靠降落伞难以获得平稳着陆。
科学家已经在数年中,反复试验测试。但是,有一些环节是不可能在地球上实现全真模拟的,这是只有一次的机会!
对于普通人来说,今天只是像看一集新的太空科幻电影一样心情轻松;而对于主导项目的工程师、科学家们而言,则像看自己一手养大的孩子去完成一次只可成功不可失败的壮举。
毅力号在一分钟一分钟地接近美东时间下午3:55分,这个计划中的登陆时刻。
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下午3:48分,NASA收到毅力号传回来的第一步令人振奋的正面信号,它已经进入火星大气层,保持平稳飞行。
一切顺利!
实际上由于11分钟的信号时差,这个时候毅力号登陆的命运已经决定了。
进入大气层大约80秒后,航天器的温度达到峰值,太空舱底部的隔热屏达到2370华氏度。在宇航舱内,温度则保持室温。
随着空气变得越来越密,航天器继续减速。
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太空舱顶部的小型推进器可被发射出去,以调整其下降的角度和方向,并使其朝着着陆点的方向前进。
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倒计时最后90秒。
按计划在进入火星大气层后四分钟,毅力号在大约七英里的海拔高度下,以低于1000英里每小时的速度飞行。然后,它将释放一个直径超过70英尺的巨大降落伞。
美东时间下午3:52分,降落伞顺利打开。这是里程碑的一步!
看似优雅,其实这个时候毅力号的飞行速度依然处于超音速状态。
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3点56分,完美着落!
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“已确认降落,”提供评论的工程师斯瓦蒂·莫汉(Swati Mohan)压制住激动发出指令。
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NASA指挥部传来众工程师们如释重负的舒气,掌声雷动,欢庆成功!
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2分钟后,毅力号即传回第一张来自火星的照片。
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又过了2分钟,传来第二张照片。
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https://www.youtube.com/watch?v=L6dx0pO5MSw
一切顺利,在未来几小时内,毅力号将勤奋地传输回更多精彩的火星照片,而NASA将会在第一时间内向公众发布这些美妙绝伦的火星图。
而在未来几年中,毅力号将执行火星探索和样品采集的任务。这是来自NASA的毅力号行进地图,左下显示它登陆火星的位置;右方虚线区是它着陆的大致地点范围,黄色曲线则是计划中的毅力号的行进路线。
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毅力号的关键任务之一是采集火星样品,它将钻探多达39个岩壁中心,采集的每个重约半盎司的岩石和污垢样品,都将被密封在一支超干净的雪茄大小的金属管中。
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根据目前的计划,样品将被火星车带着,在寒冷的火星世界里保存几年。而两架太空船将于2026年发射到火星,完成将岩石送回地球的任务。
如果一切顺利,这些采样将于十年后的2031年被回收到NASA手上。
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按计划,两个月后,第一架火星直升飞机,独创号(Ingenuity)将从毅力号的平台上释放,张开机翼在火星表面飞起!
尽管只是重4磅像个玩具似的小家伙,但这将是人类在地球之外的太阳系里,第一次放飞直升飞机!会有五次试飞。
https://www.youtube.com/watch?v=qwdfdE6ruMw
跟在地球飞行不同之处在于,火星重力只有地球的三分之一,但是由于火星气体稀薄,这让独创号直升飞机相当于在地球十万英尺的高空飞行。这是一般喷气式飞机飞行高度的2倍,更是地球上的直升飞机从来不可能达到的高度和难度。
这让人想起一个世纪前的1903年,莱特兄弟在美国北卡试飞了人类第一架飞机;而仅仅66年后,美国宇航员阿姆斯特的脚印就印在了月球!
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令人震撼的成功!
尤其在百年一遇的疫情中,科学和探索精神做到了!
恰如现场的工程师激动之中说的那样,“NASA成功了,也是美国人在这个艰难的时刻,证明自己可以团结成为一个强大的国家,向前一起突破!”
图片来自NASA,weather频道,NASA-JPL YouTube,space网站,部分属于模拟动图,致谢
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