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好奇號火星車創下「七之最」

【大紀元2012年08月08日訊】(大紀元記者劉菲綜合報導)上週日晚間,全世界都在屏息觀看美國航天局噴射推進實驗室(JPL)開發的好奇號探測器登陸火星的鏡頭。好奇號也不負眾望,按計劃完成登陸任務。

美國航天局已向火星發射過不止一個探測器,而好奇號以其重量、複雜程度創下多項紀錄。

好奇號的「七之最」

1.最重火星車。好奇號身長9.5英尺、寬8.9英尺,約有一人高,重量一噸,是迄今為止科學家發送到外星球上最重的探測器。它的一支胳膊就超過之前的火星車「精神號」和「機遇號」的重量。

2.核能驅動。精神號和機遇號都是靠太陽能驅動,也曾超長服役,但一到冬天就要進入冬眠,因為火星的冬天太陽光不足以讓它們繼續運轉。好奇號就解決了這個問題。它裝載有核能電池,利用鈽238在自然衰變過程中釋放出來的熱能發電,預計可維持一個火星年(約兩個地球年)或更長。而且到它壽終正寢時其傳動裝置已經老舊不堪,燃料的消耗還在其次。

3.靈敏的鑿岩機。好奇號的特徵之一是它有一個強力鑿岩機,可以鑿開岩石取樣。但是並非所有樣品顆粒都需要留下,過濾後只有一定大小的顆粒被收集帶回。為將顆粒抖落進過濾器,好奇號的機械臂要執行一系列複雜的、被工程師們戲稱為「火星車瑜伽」的動作。

4.自動駕駛功能。好奇號就像一個三維視頻遊戲,有頭腦、可選擇最佳路徑,避開「麻煩」區域。

5.火星科學實驗室。好奇號不只是有一兩個傳感器,它是架在車輪上的實驗室。它的α粒子X射線光譜儀可以分析火星岩石的化學元素丰度,它的X射線衍射及熒光光譜儀CheMin可以對采樣做更深入的光譜分析。另有一個叫SAM的工具可分析有機物質和氣體。中子動態反射測量儀(DAN)可測量火星表面的冰和水以及氫氣。它還具有氣象和輻射監測器,可監測自己的健康狀況,滿身都配有高清晰度立體攝像機,當然還有先進的化學相機(ChemCam) ……總之是相當驚人。

6.超強激光刀。好奇號的化學相機依賴於激光誘導擊穿光譜(LIBS)系統,該系統可以從好奇號的桅桿上發射足以切割岩石的超強激光光束,人稱「激光刀」。

7.有史以來最驚險的著陸。在好奇號登陸火星的過程中,最驚險的歷程當屬進入火星大氣層、下降然後著陸。在短短7分鐘內,「好奇」號時速由約2萬公裡下降至零,由於難度高、風險大,美國航天局稱之為「恐怖7分鐘」。

由於好奇號比精神號和機遇號加起來還重,JPL的工程師們設計了一種名為「空中吊車」的解決方案。當反衝推進發動機將空中吊車和好奇號組合體的速度降至大約每秒0.75米之後,幾根纜繩伸出,將好奇號懸掛在下方。此時,空中吊車和好奇號組合體距火星表面已經很近。隨著組合體的進一步下降,纜繩不斷被拉長,好奇號火星車的輪子和抗震系統在觸地時立刻啟動,纜繩會被立即自動切斷,空中吊車隨後在距離好奇號一定安全距離範圍內著陸。

圖:好奇號在下降中拍攝的圖片,圖中物體為隔熱罩。(圖片來源,NASA/JPL-Caltech/MSSS)


圖:好奇號火星車配備各類先進儀器。(圖片來源:NASA)


圖:好奇號火星探測器效果圖。(圖片來源:NASA)


好奇號成功登陸有華人科學家一份功勞

此次好奇號成功登陸火星,華人科學家也在其中扮演重要角色。據中央社報導,負責駕駛機器人的團隊中唯一華人科學家是來自台灣的嚴正。嚴正畢業於清華大學數學系,後赴美國愛荷華大學攻讀應用數學與機械博士,1997年進入美國航天局(NASA)工作。台灣時間8月7日,嚴正通過視訊連線與清大副校長葉銘泉分享了觀看好奇號登陸時緊張和喜悅的心情。

嚴正說,好奇號探測火星計劃約有3千人參與,而負責駕駛機器人的團隊有15人,成敗取決於最後7分鐘,看到畫面傳回時成敗的結果已經發生,不論傳回的訊息是好是壞,都無法挽救,所以心情真的很緊張,整個過程真的令人驚喜。

好戲還在後頭

好奇號於去年11月在佛羅裡達洲的卡納維爾角發射升空,其目的已不限於探測火星本身的生命痕跡,而更主要是用於探索火星是否存在適宜生命生存的環境,為人類尋找第二家園探路。

圖:好奇號登陸後發回的首批黑白火星照。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech)


成功著陸後數分鐘,好奇號發回首批黑白圖片,8月7日美國宇航局又公布了好奇號發回的第一張彩色火星圖片。從星期三開始,JPL的工程師們將檢查好奇號的科學儀器是否都在正常工作,之後他們還將更新好奇號的內部程序,從飛行模式轉為地面模式。

參與好奇號項目的加州理工科學家John Grotzinger說,檢測好奇號上的儀器要花幾個星期時間,要進入好奇號著陸點的實驗階段則更要數月時間;一年之內,好奇號可抵達火星夏普山(Mount Sharp)下收集資料,因此他說:「此次火星任務考驗的是耐心和細心」。

好奇號總投資達25億美元、耗時10年,是迄今最昂貴的火星探測項目。在未來的2年內,科學家們期待它發回更多極具研究價值的圖片和信息。

(責任編輯:肖玫)