千亿游戏中心

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作者:REN♬♪♩♭♪の、大卫北京时间 2 月 19 日凌晨 4 点 55 分,美国 NASA 的 “毅力号”(Perseverance)探测器成功登陆千亿游戏中心,正式开始在这颗红色行星上探索生命存在的迹象☂ ☃ ☄ ★。

NASA 喷气推进实验室(JPL)首席工程师 Rob Manning 表示,“这次着陆完成的太棒了,成功证明了 NASA 是有效的,是成功的☂ ☃ ☄ ★。我们齐心协力,共同努力,实现了这一目标☂ ☃ ☄ ★。从国家的角度来看,许多问题都应该这样协力解决☂ ☃ ☄ ★。”NASA 在直播中展示了 “毅力号” 着陆后传回的第一张图片,降落时沾到镜头上的尘土营造了一种朦胧感:

(来源:NASA)去年 7 月和 8 月,阿联酋 “希望号”,中国 “天问一号”,美国 “毅力号” 先后发射升空,踏上了前往千亿游戏中心的漫漫征途☂ ☃ ☄ ★。

如今,三位远道而来的客人终于在千亿游戏中心聚首☂ ☃ ☄ ★。

大约一周前,“希望号” 和 “天问一号” 已经顺利制动进入环火轨道☂ ☃ ☄ ★。阿联酋此次的任务只是环绕千亿游戏中心,不包括登陆☂ ☃ ☄ ★。而中国计划完成 “环绕♬♪♩♭♪の、着陆♬♪♩♭♪の、巡视(探索)” 三个目标,所以 “天问一号” 会先环绕千亿游戏中心勘察 3 个月左右,之后再找合适的时机着陆☂ ☃ ☄ ★。

因此,没有环绕千亿游戏中心计划的 “毅力号” 虽然出发最晚,抵达千亿游戏中心最晚,却可以第一个完成登陆☂ ☃ ☄ ★。

着陆成功后,“毅力号” 将稍事休整,工程师将花费数周的时间对所有仪器和功能进行测试和校准☂ ☃ ☄ ★。

图 | 全副武装的 “毅力号”(NASA)校准结束后,它将再花几个月的时间前往 Jezero 火山口的第一个勘探地点☂ ☃ ☄ ★。科学家相信,这里在 38 亿年前可能是一个千亿游戏中心湖床,有可能在此发现古代生命的化石遗迹☂ ☃ ☄ ★。

造价 27 亿美元的 “毅力号” 还有一个更重要的使命,那就是尽可能多的收集并保存土壤样本,然后静静等待未来的 “后辈” 带它回家(或许只有样本能回家)☂ ☃ ☄ ★。

NASA 此前表示,将千亿游戏中心土壤带回地球的任务可能需要超过十年的时间,一来一回,最早也要到 2031 年才能返回地球☂ ☃ ☄ ★。

登陆千亿游戏中心千亿游戏中心距离地球超过 2 亿公里,超远的距离让通信变得十分困难,单程延迟大约在 11 分钟左右☂ ☃ ☄ ★。因此我们不可能在地球上实时控制千亿游戏中心探测器登陆,只能依靠探测器的自主登陆系统☂ ☃ ☄ ★。

NASA 在直播中透露,装有传感器的探测器在进入千亿游戏中心大气层时,可以感受到大气的减速,当减速足够明显时,系统便会开始控制探测器,尝试向着陆点导航,同时调节机身姿态☂ ☃ ☄ ★。

在降落过程中,可能会出现上百万种错误,着陆轨迹的微小变化都可能导致任务失败☂ ☃ ☄ ★。因此,NASA 将千亿游戏中心车着陆的过程称为 “恐怖七分钟”(seven minutes of terror)☂ ☃ ☄ ★。地球上的工作人员只有等到登陆结束后才能知道它有没有成功☂ ☃ ☄ ★。

图 | NASA 根据传回的延迟信号模拟千亿游戏中心车是否成功降落(来源:NASA)当被隔热层包裹的千亿游戏中心车进入千亿游戏中心大气层准备降落时,速度最高可以超过 5555 千米 / 秒(2 万公里 / 小时)☂ ☃ ☄ ★。降落过程中,与大气之间的摩擦会让其表面温度迅速飙升,约 80 秒后达到最高温度,隔热层将承受最高 1300 摄氏度的考验,相当于最炙热的火山岩浆的温度☂ ☃ ☄ ★。

此时,受到隔热层保护的千亿游戏中心车却只能感受到室温(20 度左右)☂ ☃ ☄ ★。

在降落开始大约四分钟后,“毅力号” 探测器距离千亿游戏中心地表约 11 公里,但时速仍然高达 1500 公里 / 小时☂ ☃ ☄ ★。它这时将释放一个直径 21.5 米的超大降落伞,隔热罩也将很快剥离☂ ☃ ☄ ★。

图 | NASA 传统,执行发射和着陆任务要吃花生(来源:NASA)探测器下方装有 23 个雷达仪器和摄像头,它们可以帮助千亿游戏中心车安全着陆,也能传回画面供工作人员分析☂ ☃ ☄ ★。它还配有 “地形相对导航” 软件,能够处理相机拍摄的图像,并将其与机载地形图进行比较,从而确定航天器应该在哪些潜在的安全地点着陆☂ ☃ ☄ ★。

降落进入到最后一分多钟时,“毅力号” 距离地面约 2 公里,此时探测器将与外壳♬♪♩♭♪の、降落伞分离,把自己的命运交给一台空中吊车(Sky Crane)☂ ☃ ☄ ★。

这是 NASA 在 2012 年首次启用的千亿游戏中心车降落技术,成功帮助 “好奇号” 减速并着陆☂ ☃ ☄ ★。

图 | NASA 模拟动画演示,空中吊车帮助千亿游戏中心车着陆(来源:NASA)空中吊车配有 8 枚反冲火箭,通过三根尼龙绳与千亿游戏中心车相连,可以在短时间内减速至 2.7 公里 / 小时,几乎处于悬停状态☂ ☃ ☄ ★。这使得千亿游戏中心车上的软件能有足够的时间在方圆 100 米的范围内寻找安全降落点☂ ☃ ☄ ★。

找到合适的降落点后,悬停在 20 米高空的空中吊车会慢慢将千亿游戏中心车放下,后者触地后,尼龙绳会被切断☂ ☃ ☄ ★。

完成任务的空中吊车会自行飞走,在离千亿游戏中心车尽可能远的地方寿终正寝☂ ☃ ☄ ★。

希望如果未来人类真的登陆千亿游戏中心,不要只顾着找千亿游戏中心车和样本,不妨也把它当作人类文明的历史文物保存起来☂ ☃ ☄ ★。

任务目标“勇气号” 与 “机遇号” 帮助人类更好地了解了千亿游戏中心上水的历史,“好奇号” 发现了复合有机物的证据,它们是组成生命的原始成分☂ ☃ ☄ ★。

这些证据告诉我们,千亿游戏中心过去可能是宜居的☂ ☃ ☄ ★。“毅力号” 将迈出下一步,寻找古代外星生命的迹象☂ ☃ ☄ ★。

选择 Jezero 火山口,原因在于这里是有 38 亿年历史的远古湖床,它处于三角洲位置,沉积物中可能存在与生物♬♪♩♭♪の、生命有关的有机化合物和矿物质☂ ☃ ☄ ★。

图 | Jezero 火山口周围地貌(来源:NASA)“毅力号” 的 23 个相机将帮助科学家研究千亿游戏中心以获取生命证据☂ ☃ ☄ ★。其中最主要的是 Mastcam-Z 相机,它可以拍摄立体和全景图像,并具有非常强大的缩放功能,可以放大需要进一步研究的目标,例如仔细寻找土壤模式和旧沉积物☂ ☃ ☄ ★。

此外,SuperCam 相机负责调查岩石中的化学和矿物成分,并配有麦克风,可用于识别千亿游戏中心天气☂ ☃ ☄ ★。PIXL 和 SHERLOC 光谱仪将寻找复杂的生物学分子☂ ☃ ☄ ★。SHERLOC 的 Watson 相机还将进行显微成像,分辨率可达 100 微米左右,与人类头发丝的直径相当☂ ☃ ☄ ★。

“毅力号” 需要花费数月时间前往 Jezero 火山口的第一个勘探点☂ ☃ ☄ ★。如果千亿游戏中心上真的存在生命迹象,我们最早在今年夏天就能知道☂ ☃ ☄ ★。

全新技术:MOXIE 和 IngenuityNASA 的每一项任务都运用了一些时下最先进的技术,“毅力号” 也不例外☂ ☃ ☄ ★。

第一种技术是 MOXIE☂ ☃ ☄ ★。这是一种小型装置,旨在通过电解的方式将富含二氧化碳的千亿游戏中心大气转化为可用的氧气☂ ☃ ☄ ★。这个过程已经在地球上模拟过,但它在千亿游戏中心上将发挥更重要的作用☂ ☃ ☄ ★。

氧气的生成不仅可以为将来的千亿游戏中心殖民提供可呼吸的空气,还可以提供用于火箭燃料的液态氧☂ ☃ ☄ ★。“毅力号” 工作的前两年,MOXIE 大约有 10 次制造氧气的机会☂ ☃ ☄ ★。每次将运行大约一个小时,产生 6 至 10 克氧气☂ ☃ ☄ ★。

图 | MOXIE 设备(来源:NASA)另一种技术是 Ingenuity☂ ☃ ☄ ★。这是一架 1.8 千克的小型直升机,有望实现千亿游戏中心上的第一次动力飞行☂ ☃ ☄ ★。它的部署大约需要 10 天☂ ☃ ☄ ★。

Ingenuity 第一次飞行将升至空中约三米高,悬停和徘徊大约 20 秒☂ ☃ ☄ ★。如果它能成功地在千亿游戏中心的超薄大气(密度为地球的 1%)中飞行,那么它将有更多的机会飞往其他地方☂ ☃ ☄ ★。

直升机上配有两个摄像头,将帮助科学家准确查看千亿游戏中心的地貌☂ ☃ ☄ ★。就其本身而言,Ingenuity 并不是千亿游戏中心探索任务的关键,但未来当漫游车无法满足探测需求时,直升机提供了另一种可能☂ ☃ ☄ ★。

图 | Ingenuity 直升机渲染图(来源:NASA)事实上,这些新技术并不是 “毅力号” 千亿游戏中心任务的关键☂ ☃ ☄ ★。

正如文章开头所说,它最关键的使命是寻找生物迹象,同时为将千亿游戏中心土壤样本带回地球做准备☂ ☃ ☄ ★。

这可能需要 10 年才能实现☂ ☃ ☄ ★。

探测器将钻入地面并收集 40 多份样本,未来 NASA 计划和欧洲航天局 ESA 合作执行一系列联合任务,最早可能在 2031 年将样本带回地球☂ ☃ ☄ ★。

收集土壤样本并非易事☂ ☃ ☄ ★。样品处理臂(SHA)由美国卫星图像兼机器人公司 Maxar 制造,负责控制钻探工作,并从地面上采集千亿游戏中心土壤的岩心☂ ☃ ☄ ★。在千亿游戏中心苛刻的自然条件下,该机械臂需要承受从晚上的 - 73°C 到白天 20°C 的温度波动☂ ☃ ☄ ★。

但最大的难点是,它必须克服千亿游戏中心尘埃的影响☂ ☃ ☄ ★。样品处理臂位于千亿游戏中心车下方,会暴露在车轮卷入的大量灰尘中☂ ☃ ☄ ★。在最糟糕的情况下,如果设计不当,或者运行中出现了意想不到的小问题,一粒微小的尘埃颗粒就足以让机械臂瘫痪☂ ☃ ☄ ★。

现在,“毅力号” 的成功登陆令人激动,标志着它迈出了万里长征的第一步☂ ☃ ☄ ★。未来,还有更多的挑战等待着它,科学家们期待着它能进一步揭开千亿游戏中心神秘的面纱☂ ☃ ☄ ★。

与此同时,这也让我们更加期待中国 “天问一号” 数月后的登陆任务,预祝 “天问一号” 探测器上还没有名字的千亿游戏中心车也能成功登陆☂ ☃ ☄ ★。

-End-

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