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> NASA如何为火星车挑选最佳着陆地点?
Bolide Mag
发表 2008年5月10日, 08:45 PM
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新手上路
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团队: 新手上路
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编号: 17,567



[“火流星”网站、电子杂志呈献]NASA如何为火星车挑选最佳着陆地点?

1.《为火星探测寻找最佳着陆地点》
引用




为火星探测寻找最佳着陆地点
[size=4]
Richard A. Kerr 文 Shea 译
行星科学家们正在为下一代火星车寻找既安全又有科学价值的着陆地点,但是资料显示恐怕鱼和熊掌不可得兼。


[图片说明]:计划于2010年发射的耗资15亿美元的“火星科学实验室”(MSL)。图片版权:NASA/JPL-CALTECH。

  第一次发射火星着陆探测器时,不可避免地看上去更像是扔标枪。对于1977年的“海盗”号而言,当时没有人知道火星上哪里是安全的、哪里又是有探测价值的。但是现在不同了,在5次安全地着陆火星之后,再加上传回的几万亿字节的数据,美国宇航局(NASA)开始为下一个火星着陆计划寻找着陆地点。这次他们要正中靶心,把着陆器送到一个封存着火星的温暖与潮湿的信息几十亿年的地方。如果运气好,他们甚至可能会发现火星早期生命的踪迹。

  到目前为止,科学家们在识别火星上的安全着陆地点方面保持着完美的纪录。但是,寻找在地质学上有科学意义的着陆地点又却是另一回事。2004年,在火星轨道上的摄谱仪所发回的数据中出现了一个“矿物信号”,这直接导致了“机遇”号火星车着陆在了本初子午线平原(Meridiani Planum)的平坦开阔地上,在那里发现了古代盐湖的遗迹。但是“机遇”号的孪生兄弟“勇气”号着陆在了被许多科学家认为是古代河床的地点,结果却发现那里只不过是一片熔岩曾经流过的地方。

  在选择着陆地点时,“要综合地貌和矿物学特征,这样那才能事倍功半,”美国亚利桑那州立大学的行星地质学家詹姆斯·赖斯(James Rice)说,“但是这说起来容易做起来难。”美国喷气推进实验室(JPL)的行星制图员蒂莫西·帕克(Timothy Parker)说,尽管加倍地努力,但是在着陆的时候你也许会发现我们先前的预计可能完全都是错误的。

  为了避免2010年耗资15亿美元的“火星科学实验室”(MSL)着陆火星之后出现同样的窘境,NASA成立了一个专门的委员会,包括了120多位科学家,计划用3年时间来挑选一个既安全又有丰硕科学回报的着陆地点。专家们提出了35个可供选择的着陆地点,但是对于这35个候选地点的看法尚未达成一致。花3年时间把35个候选地点缩小到1个,就时间而言并没有看起来的那么漫长。


[图片说明]:“火星科学实验室”(MSL)和火星探测车(MER)的比较,前者要大得多。图片版权:NASA/JPL-CALTECH。

………………


《为火星探测寻找最佳着陆地点》全文请访问“火流星”网站:
http://bolide.lamost.org/




2.《下一代火星车在哪儿着陆?》
引用




下一代火星车在哪儿着陆?
[size=4]
Richard A. Kerr 文 Shea 译
自发走到一起的行星科学家们正在为下一代火星车平安驶过资金的泥潭和科学的荆棘而不懈地努力……


[图片说明]:霍尔登环形山的红外图像,那里曾经有水从左下方流入。版权:NASA/JPL/UNIVERSITY OF ARIZONA。

  谈到火星探测,地质学家热衷于岩石,而建造火星车的工程师们则正好相反。为此2007年10月底科学家们齐聚一堂来商讨美国宇航局(NASA)的下一代火星车“火星科学实验室”(MSL)究竟该在哪儿着陆(第二届MSL着陆地点工作会议,关于第一届会议的介绍可参见《太空探索》杂志2007年第9期第 28页)。在十几轮的激烈投票之后,名单上的着陆地点所剩无几。难怪此次会议的组织者不禁感叹:“科学史上还有类似的情况发生过吗?”

  在此次MSL着陆点选址会议的最后,与会者把51个候选地点削减到了6个供NASA进一步考虑。尽管投票的过程是民主的,但是最后的结果却未必就一定是好的。上一次在为“勇气”号选择着陆地点的时候,同样的投票却把它送到了一片被误认为是古代湖床的熔岩地带。这一次科学家们的目光不再局限于寻找火星上水的踪迹,而是拓宽到了寻找那些在过去或者现在依然能储存有机物的地方。因此现在摆在面前的最大问题是哪儿可以着陆?

  “最终剩下的6个着陆地点囊括了所有我们感兴趣的类型,”NASA艾姆斯研究中心的地质化学家大卫·马雷(David Des Marais)说,“许多人为此做出了妥协,与会者积极地参与更是这一计划成功的保证。”2008年8月,行星科学家们会再一次碰头,商讨出一个既安全又有科学价值的最终着陆地点。

新的挑战

  有5个探测器(全都来自美国)已经成功着陆火星。其中前两个——“海盗”号着陆器在70年代使用减速火箭成功着陆——在着陆地点选择上近乎是听天由命、束手无策。最近的两个——“机遇”号和“勇气”号火星车使用气囊着陆——的着陆地点选择则得益于对着陆风险和科学前景的长期研究。在四次工作会议中,行星科学家们提出了185个着陆地点供“火星探险漫游者”(MER)计划挑选,然后根据对火星的最新观测资料挑选出了两个看上去最安全并且最具有科学意义的地点。例如,根据环火星探测器拍摄的更为详尽的照片可以精确地估计出照片中看不到的但对于着陆器来说却是致命的巨石的数量。再由光谱可以找到那些含有只有在水中才能形成的赤铁矿的地点。

  这一由行星科学家们所支持的选址过程得到了丰厚的回报。两辆火星车分别在火星两侧安全着陆,其着陆点环境与预期的基本一致。“机遇”号发现了大量的赤铁矿,尽管这些赤铁矿形成于含盐的地下水中而不是原先认为的湖床底部。另一方面,“勇气”号的结果却让人大吃一惊。根据对古谢夫环形山底部地质结构的分析发现,“勇气”号的着陆地点并不是预想的古代湖床,而是缺水的岩浆平原。最后它行驶到了附近的丘陵地带却在那里偶然地发现了难以解释的曾经和水相互作用的岩石。

  这次,NASA将要发射的是火星车中的“悍马”。MSL计划服役2个地球年,重0.75吨(超过“机遇”号或者“勇气”号的4倍),装载9部仪器设备(其中每一样都为此专门设计,包括一台激光岩石化学分析仪),采用核动力。即使是着陆系统也是全新的。其着陆过程堪称“惊心动魄”,MSL——将首次—— 在下降的最后1500米使用绳索悬吊着陆。这一切将耗资17亿美元。

  火星科学家更乐意看到的是发射更多类似“机遇”号和“勇气”号那样廉价的火星车(各耗资4.1亿美元),但这不是NASA的风格,NASA现在要求每一个计划都必须更大并且更好。很显然MSL正好符合NASA的这一精神。“这是一个非常雄心勃勃的计划,”美国喷气推进实验室(JPL)的MSL项目主管理查德·库克(Richard Cook)在此次工作会议上说。他说,在会上工程师们商讨着这一计划所需要攻克的几个难关,“在MSL上我们还有很多事情需要齐心协力。”


[图片说明]:“火星科学实验室”将采用悬吊方式着陆。

………………


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“火流星”网站和《火流星》电子杂志常见问题解答


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