從“祝融”號落火,回顧人類火星車的歷史_風聞
观察者网用户_244575-2021-05-20 09:39
原作:法新社
翻譯(有增刪):黃婧 周學雲
校譯:金振坤
編排:李子琦
後台:庫特莉亞夫卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳
原文鏈接:
https://www.geo.tv/amp/350234-perseverance-hope-and-a-fire-god-a-history-of-mars-rovers
2021年5月15日早上約7:40(北京時間),中國首個火星車火神“祝融”號成功着陸火星烏托邦平原,中國成為繼美國後第二個成功登陸火星的國家(蘇聯最多隻能算成功了0.5次,下文有介紹),也將是人類歷史上第一個一次性實現“繞、落、巡”三個目標的國家!從上世紀60年代開始,人類從未停止過對“鄰居”火星的探索腳步。今天,我們就一起來盤點一下這漫漫探索路上的火星車歷史吧!

圖為毅力號和其“靈巧號”火星直升機的自拍合影(感覺有點萌~)
來源:NASA
星辰與大海,永遠是我們征服的目標。為完成火星探索計劃,“祝融”號火星車應運而生,它的任務是在這顆紅色的行星上收集數據。為此,這台火星車共搭載了六台科學載荷,包括火星表面成分探測儀、多光譜相機、導航地形相機、火星車次表層探測雷達、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀(包括氣温氣壓測量探頭和風場聲音測量探頭)。

天問一號的科學載荷,圖源:中科院地質地球所企鵝號
同時,“祝融”號具有非常強大的移動功能,“它採用主動懸架,六個車輪均可獨立驅動,獨立轉向。除前進、後退、四輪轉向行駛等功能外,還具備蟹行運動能力,用於靈活避障以及大角度爬坡。更強大的功能還包括車體升降(在火星極端環境表面可以利用車體升降擺脱沉陷)、尺蠖運動(配合車體升降,在鬆軟地形上前進或後退)和抬輪排故(遇到車輪故障的情況,通過質心位置調整及夾角與離合的配合,將故障車輪抬離地面,繼續行駛)①”。
對於火星探索來説,這是一段相對熱鬧的時期。中國、美國,以及迄今為止在太空領域都只能算是“小國”的阿聯酋,都在向這顆危險的行星發射探測器。當然,與成功着陸相比,失敗的着陸要更加頻繁。
去年七月,中國的天問一號火星探測器成功發射,並在今年二月進入火星軌道,一直到上週成功着陸之前,天問一號攜“祝融”號火星車一直在火星上空“繪製地形圖”,以便選定合適的着陸點。

“祝融”號的着陸過程,來源:中國航天報
這台有六個輪子、利用太陽能驅動的火星車是以中國古代神話中的火神祝融命名。事實上,它的着陸過程十分驚險。據國內媒體報道,這項任務中最具挑戰性的部分莫過於利用降落傘、發動機和緩衝着陸架進行減速緩衝的短短幾分鐘,即所謂的“生死九分鐘②”。目前,“祝融”號各項指標一切正常,首張火星圖像已經傳回,火星車正在開展駛離着陸平台的準備工作,將擇機駛上火星表面,開始巡視探測。

上圖由“祝融”號火星車的導航相機拍攝,鏡頭指向火星車尾部。圖中可見火星車太陽翼、天線展開正常到位;火星表面紋理清晰,地貌信息豐富。來源:國家航天局

由火星車前避障相機拍攝,正對火星車前進方向。圖中可見坡道機構展開正常;圖像上部的兩個伸杆為已經展開到位的次表層雷達;前進方向地形清晰。為獲知火星車前進方向更大範圍的地形信息,避障相機採用大廣角鏡頭,在廣角鏡頭畸變的影響下,遠處地平線形成一條弧線。來源:國家航天局
人類對火星的探測之路艱難曲折,下面就讓我們看看歷史上其它國家為抵達這顆紅色行星所做的努力吧!
01
毅力號
去年7月中國的天問一號發射後不久,NASA緊隨其後發射了毅力號火星車。它成為了自1997年以來第五台成功着陸火星的火星車。

毅力號火星車
圖源:USA TODAY
它的任務是在這顆紅色行星上尋找古老微生物生命曾經存在的跡象。在今年四月的時候,它攜帶的“靈巧號”無人駕駛直升機首次在地球之外的另一個世界(星球)成功進行了飛行。
這台火星車大約有一輛小型SUV那麼大,重約1噸,擁有19台照相機和2個麥克風。科學家希望它能首次記錄火星上的聲音。
毅力號火星車配備了氧氣製造設備,科學家們希望這有助於為未來的載人任務鋪平道路。
02
希望號
這是阿拉伯國家第一次行星際探測任務。阿聯酋在去年7月發射了希望號軌道飛行器,它已在今年二月成功抵達火星軌道。

希望號火星探測器
圖源:https://www.trendingspace.in/uaes-hope-mars-mission-launch-on-17-july-objectives-instruments-what-to-expect-after-the-launch-technology-news-firstpost/
這架飛行器將在火星上空的軌道上運行,它將進一步研究火星的大氣層,以及火星氣候隨時間變化的機制。
03
“斯基亞帕雷利(Schiaparelli )”
歐洲空間局和俄羅斯空間局的聯合任務“火星生命探測計劃”在第一階段一開始就不是很順利。2016年10月,“斯基亞帕雷利”號的着陸器迅速失控並在火星表面墜毀。
它是以19世紀一位意大利天文學家的名字命名的。這次失敗的任務將為火星生命探測計劃的下一步提供前車之鑑——羅莎琳德·富蘭克林號(Rosalind Franklin )探測器將於2022年發射。
04
好奇號
作為NASA的“旗艦之作”,在2012年有數百萬人觀看了好奇號着陸火星。至今,好奇號火星車仍在火星表面工作着。事實上,毅力號可以説是它的升級版。

好奇號火星車
圖源:Universe Today
它的任務是查明火星是否曾經能夠維持生命生存。好奇號——這輛如汽車般大小的精密火星車——在NASA前期火星車工作成果的基礎上,發現了這顆星球表面曾經存在水的進一步證據。
目前,它在研究火星的地質和環境變遷史。為此,它正在攀登一座位於古老湖牀上的高度為5000米的山(火星沒有海拔的概念,山峯高度根據人為設定的基準面計算③)。
05
機遇號
NASA的機遇號火星車是運行時間最長的火星車。它在2004年抵達這顆紅色行星的表面,一直工作到2018年遭遇沙塵暴襲擊為止。

機遇號火星車
圖源:SpaceNews
它和它的雙胞胎火星車勇氣號證實了乾旱的火星表面上曾經存在液態水。

勇氣號火星車
圖源:NASA
06
火星二號和三號
在1960至1971年間,前蘇聯進行的數次火星飛掠和軌道器任務均告失敗。終於,在1971年的11月和12月,兩艘相同的航天器最終抵達火星。不幸的是,它們都被捲入了一場巨大的沙塵暴。
這發生在冷戰時期,美國和前蘇聯在敵對關係下競相展示卓越的太空飛行能力,也是太空競賽的高峯期。
更早一些發射的火星二號航天器成功繞行火星18小時後,在降落時墜毀。而火星三號雖然成功着陸,但僅僅工作了20秒便與地球失聯(所以蘇聯火星登陸任務最多隻能算是成功了0.5次)。
兩個航天器都向前蘇聯發送了圖像、温度數據和有關火星重力及磁場的信息。
火星車的歷史僅僅只是火星探索征程中很小的一部分。人類生於地球,對於廣袤無垠的太空而言僅僅只是滄海一粟。茫茫宇宙中存在無數奧秘,吸引着人類不斷觀察,不斷研究。“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索”,在這漫長而註定艱辛的求索之路上,人類終將逐漸揭開它神秘的面紗。
參考文章:
①包剛,鍾珊珊,趙宇鴳.天問一號——奔火逐夢.
https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?context=%7B%22nid%22%3A%22news_9111885916901586465%22%7D&n_type=-1&p_from=-1,2021
②老粥科普.美國一直在騙人?他們宣傳“恐怖7分鐘”,天問一號登陸火星卻花了9分鐘.https://zhuanlan.zhihu.com/p/372522757
③星球研究所.登陸火星的意義是什麼.https://www.zhihu.com/answer/564852155
『天文時刻』 牧夫出品
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(零零後是不是看不懂火星文?)