NASA 核动力火星车带上无人机探索生命：1090 万人订了票的“毅力号”有多强？

NASA 核动力火星车带上无人机探索生命：1090 万人订了票的“毅力号”有多强？

NASA 核动力火星车带上无人机探索生命：1090 万人订了票的“毅力号”有多强？,

　　航拍视频教学,航拍业务范围,城市航拍地图北京时间 2020 年 7 月 30 日 19 时 50 分世界各地的网友在屏幕前用不同语言道出一声“祝好运”而屏幕里则是本年度火星探测窗口期 3 号选手的发射现场

　　终于抱有美好“希望”的阿联酋、从不乏“天问”精神的中国以及拥有强大“毅力”的美国都顺利向红色星球进发

　　对于火星车的命名NASA 有个惯例——向儿童和青少年征名

　　当地时间 2020 年 3 月 5 日NASA 正式公布新一代火星车名为 Perseverence（意为“毅力”）这个名字来自弗吉尼亚州的一位初一学生 Alexander Mather

　　在发射任务直播节目一开始NASA 也给出了英文单词 Perseverance 的释义：

　　踏上火星漫游本就是一项重重困难的任务；而由于运载火箭 Atlas V541 在测试环节中问题频出“毅力号”发射任务也不得已再三推迟

　　好在“毅力号”终于顺利出发预计将在火星上工作至少一个火星年（约为地球上 687 天）

　　不同于只是绕火星轨道巡航的“希望号”和一次性完成“绕落巡”三步的“天问一号”“压轴出场”的“毅力号”按计划将于 2021 年 2 月 18 日以“空中吊车”方式登陆火星到达位于火星北纬 18 度、西经 77 度区域的杰泽罗陨石坑（Jezero Crater）开始寻觅形成于 35 亿年前的火星古代微生物生命迹象

　　同时“毅力号”还将采集火星上的岩石和土壤样本从而为之后的火星采样返回任务做准备

　　实际上此次任务在方方面面都将人类想要登上火星的美好愿望展现了出来

　　此次“毅力号”将携带宇航服 5 个部位的不同材料样本进入火星以期在火星的强烈辐射下进行测试直接解决“宇航员未来要在火星上穿什么宇航服”的问题

　　在“毅力号”上搭载着三枚特殊的芯片上面蚀刻着全球范围内的 1090 万个在 NASA 官网预定了“火星船票”的火星爱好者的名字

　　承载着 1090 万颗好奇心的“毅力号”作为美国第 9 个火星探测器拥有着超强硬件

　　“毅力号”长 3 米、宽 27 米、高 22 米、总重 1025 公斤配备有一个长约 21 米的五关节机械臂、43 个样本采集管及一个 05 米长的样本处理臂用于样本采集、分析

　　为完成一系列高难度任务NASA 喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）将“毅力号”打造成了一座可移动的实验室而最值得关注的主要有以下几方面

　　首先是其总重 59 公斤的载荷

　　具体来讲其载荷即 7 台科学仪器：

　　变焦全景相机 MastcamZ：位于桅杆上不仅能鉴定岩石成分、辅助火星车行进还能得到高清晰度的全景 3D 立体图像；

　　火星环境动力学分析仪 MEDA：记录、分析火星的大气温度、湿度、气压、风速、风向、沙尘大小与形态；

　　这一仪器作为“毅力号”的亮点之一不仅要尝试从二氧化碳中提取氧气为未来宇航员登陆火星吸氧做准备其制备的氧气还能作为航天器返回地球的燃料来源从而实现 NASA 的“造氧计划”；

　　实际上“毅力”号的“视觉系统”堪称当今火星车之最——不止上述的相机“毅力号”共配有 23 个相机大部分都是彩色相机

　　其次是“毅力号”上搭载的 2 个麦克风——既能收录火星车登陆火星的声音火星上的风吹草动也可以捕捉得到而这也是美国火星探测器首次配备有这样的设计若顺利的话人类将首次听到火星上的声音

　　“毅力号”的核动力源“多任务放射性同位素热电发生器 MMRTG”由美国能源部提供质量为 45 公斤将利用钚 238 原子核衰变释放的热量来产生 110 瓦的电能此外“毅力号”还包括两个锂离子可充电电池作为瞬时大功率供电

　　相比太阳能供电核动力摆脱了对太阳照射的依赖灵活性更强即便在夜间、沙尘暴天气或冬季火星车都可保证稳定运行但另一方面核动力驱动也存在缺点一是成本较高二是放射性元素的不断衰变会使得功率逐渐下降其使用寿命约 14 年

　　不过以“好奇号”为鉴团队还着重对“毅力号”的车轮做了性能优化新一代的铝制车轮更厚、更耐用同时宽度变小、轮径（522 厘米）更大在车轮表面覆盖着用于牵引的楔子和用于弹性支撑的弯曲钛辐条

　　雷锋网了解到“毅力号”的计算机系统符合航空工业标准包括 2 个相同的、互为备份的模块即 RCE（Rover Compute Element）采用了 IBM PowerPC 750 架构的抗辐射中央处理器 BAE RAD750其运行速度比美国此前的“勇气号”、“机遇号”火星所搭载的中央处理器快十倍

　　正是因为“毅力号”车轮有所改进、仪器套件体积增大加之火星车上新的取样和缓冲系统相比总重 899 公斤的“好奇号”其重量足足增加了 17%

　　跟随火箭升空的不止黑科技满满的“毅力号”还有一架小型太阳能无人直升机“机智号”（Ingenuity）

　　“机智号”重 18 公斤只携带相机将通过相机跟踪估计速度从而实现视觉导航此次“机智号”配备的是高通骁龙处理器、高通飞行控制面板以及 Linux 操作系统

　　按照 NASA 的“火星直升机实验”计划“机智号”作为一款技术演示器将在火星车着陆后的 6090 个火星日后进行为期 30 天的飞行稳定性测试预计最多飞行 5 次每天飞行不超过 3 分钟每次航程最远 300 米最大高度 5 米

　　值得一提的是这架无人机虽说只是一款“试验品”但其设计规格仍然符合一款航天器的标准可以承受火箭发射过程中产生的重力和振动同时“机智号”配备的抗辐射系统也保证了其在寒冷的火星环境中正常运行

　　据了解为建造“机智号”NASA 已投资了约 8000 万美元另投资了约 500 万美元用以对直升机的运营

　　可以说此次试飞有望为行星探测直升机的开发工作迈出第一步据工程团队透露下一代无人机的重量可能在 515 公斤有效载荷为 0515 公斤将来无人机可能会与轨道飞行器实现直接通信

　　1957 年 12 月 17 日阿特拉斯号火箭的首次发射升空为这一系列火箭的发展拉开了序幕20 世纪 50 年代阿特拉斯 2 型得以发展到了 60 年代阿特拉斯 3 型开始广泛运用当地时间 2003 年 2 月 3 日阿特拉斯 3 型正式退出历史舞台

　　随后登场的阿特拉斯 5 型运载火箭由美国两家百年航空公司——洛克希德马丁公司、波音公司研制隶属联合发射同盟

　　在此次发射任务之前阿特拉斯 5 型已经执行过 4 次火星探测器发射任务包括2005 年的火星勘测轨道器、2011 年的“好奇号”、2013 年的“马文号”轨道飞行器和 2018 年的“洞察号”

　　20 世纪 60 年代以来探测火星几乎贯穿着整个人类航天史但直到今天全球范围内火星探测任务成功率还不足五成

　　首次接近火星并发回数据的是美国探测器——1964 年 12 月 28 日“水手 4 号”在距火星表面 9800 千米的上空掠过火星向地球发回 21 张照片终于打破了火星探测失败的魔咒

　　在此之后1975 年的海盗 1 号和海盗 2 号、1996 年的火星探路者、2003 年的精神号和机遇号、2008 年的凤凰号、2011 年的好奇号、2018 年的洞察号相继出征让我们对红色星球的认知不断增加

　　而此次“毅力号”也将是 NASA 在半个多世纪“探火”基础上的又一重要突破不论最终成功与否都将为世界航天事业做出了巨大贡献

　　值得一提的是2020 年 7 月 27 日我国首个火星探测器“天问一号”在离地球约 120 万公里处回望地球拍下一张地球与月球在茫茫宇宙中相望的图片目前“天问一号”也还在前往神秘火星的旅途之中

　　至此2020 年火星探测窗口期的三次发射任务都已顺利完成祝愿三项任务最终都能圆满成功正如中国国家航天局局长张克俭所说：