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中国探测车在火星仅存三个月,美国的机遇号,为何能运行15年?
在阅读此文前,麻烦您点击一下“关注”,既方便您进行讨论与分享,又给您带来不一样的参与感,感谢您的支持。探索太空早已成为人类的共同梦想,随着科技的不断发展,人类对于太空的认识也在不断深入。而火星是目前太阳系内最为接近地球的星球,其表面地貌与地球也有着诸多相似之处,因此成为了人类最为热衷的研究对象。
而在这场探索的竞赛中,在中国首次火星探测任务中,火星车却只有短短的三个月寿命,这让许多科技爱好者十分遗憾。与此不同的是,美国的机遇号火星车却已经奋战了15年,两者的巨大差别引人深思。
中国火星车的历史火星作为地球的近邻星球,其环境、地球上的生命起源及存在可能性和地球大气和水体的历史演变密切相关,是研究地球科学、深入探索宇宙和生命起源的重要窗口。
火星表面的地质结构和地貌能够让科学家们对地球的形成历史和地球上的地质演化有更深入的理解。火星上的陨石坑、山脉和撞击盆地等地貌特征都是通过数十年的探测才得以了解,这些数据的收集对地质学等领域的研究有着重要的参考价值。
而且火星作为地球的邻居星球,其表面气候条件与地球表面相似,因此其表面有无机物和液态水,也引起了科学家们的重视。火星有可能存在过生命、现存生命和未来人类的殖民。而且探测火星还能够让我们更好了解外太阳系的情况,从而更好地保护地球和其他行星。
中国于2021年5月22日成功发射了火星车“祝融号”,成功登陆火星表面。这标志着中国成为继美国、苏联/俄罗斯之后,世界上第三个成功将火星车送入火星表面的国家。
经过一段时间的航行,火星车成功着陆在火星乌托邦平原,开始了一项有关于火星的勘察,这个历史性的瞬间被记录在了视频中并广泛传播。如此高清晰的画面,让人不禁惊叹于中国科技的发展速度。随后,
2021年7月23日,中国自主研发的火星探测器“天问一号”在华南文昌航天发射场顺利升空。
作为首个成功登陆在火星上的亚洲国家,中国对于探测火星的成果显得格外重要。一方面,中国在火星的勘察上已经取得了初步的成果,说明了我国星际航天科技的实力。另一方面,这次火星探测的成果对于人类探测宇宙的未来,具有着深刻的意义。
火星车的能源来源火星探测需要强大的能源支持,因此,探测器的能源来源是关键之一。那么,中国火星车的能源来源是什么呢?
中国火星车的能源来源是太阳能电池板。太阳能电池板是将太阳能转化为电能的设备,由许多太阳能电池组成,这些电池通常是由硅或其他半导体材料制成,它们利用太阳光将电荷分开并产生电能。火星车的太阳能电池板安装在车身上,以捕获火星表面的阳光,并将其转化为电能以供车辆使用。
为了确保火星车的太阳能电池板可以在恶劣环境下工作,科学家们采用了一些创新的设计和科技。例如,中国火星车的太阳能电池板采用了高效的单晶硅太阳能电池,可以在火星环境下实现最大功率输出。
其次,中国火星车的太阳能电池板还具有自清洁功能,可以清除沉积在电池板表面的灰尘,以保证最大的功率输出。此外,火星车还采用了能够耐受极端温度变化的保温材料,这些材料不仅能够保护电池板,还能够保护车辆的其他部分。
作为火星车的核心能源装置,核电池一直被认为是一种高效、可靠的能源来源,但在中国火星车中,我们却没有选择核电池。
首先,让我们来看看核电池的优势。核电池是一种核能转化为电能的装置,只需几克的核燃料就能够提供数年的电力支持。与太阳能电池相比,核电池的能量密度更高,而且不受天气和光照时间的限制,可以为火星车提供更加可靠的电力支持。
例如,美国曾经发射过一台名为“好奇号”的火星车,它搭载了一套由美国国家核安全局提供的放射性同位素电池组,一直为好奇号提供着能源支持。
这套电池组的寿命达到了13年之久,比一般的太阳能电池寿命长得多。这也证明了核电池的高效性和可靠性。
然而,核电池也有着它缺陷。首先,核电池属于放射性物质,若出现故障或意外,将会带来严重的放射性污染。而且核电池在生产和维护过程中也会产生一定的放射性污染,需要进行复杂的处理。
与此同时,核电池也需要专门的燃料制造和维护工艺,这也会增加成本和技术难度。因为这些问题,中国火星车才选择了太阳能电池作为电力来源。
任何机器设备都无法永恒存在,这也包括了火星车。尽管火星车的设计强调了耐用性,但它们最终还是会达到生命周期的尽头,面临着退役甚至彻底毁灭的问题。
火星环境的极端条件和高强度的使用,可能会对车体、轮胎、驱动装置以及电子系统等部件造成损伤、失效和磨损。
不管发生了什么,火星车都不能维修,因此更容易出现故障。预计火星车的寿命,需要估计许多因素,包括技术、设计、使用条件和环境等各种因素。
据中国国家航天局透露,祝融号火星车的预计寿命为3个月左右,但这并不代表火星车在这个时间后就会停止工作。
实际上,美国的“机遇号”火星车也是设计寿命为90天,但它在火星上坚持了15年,这归功于火星车团队的出色设计和运营管理。
机遇号的强大性能美国机遇号(Opportunity Rover)是美国宇航局(NASA)于2003年发射的一台火星探索器,是双子探测器之一,另一台是精神号探测器。
机遇号的任务是在火星上探索地貌和寻找火星上的迹象,目的是为了更好地了解这颗红色星球的历史和地球的异同之处。机遇号还可以从火星上探测水和其他生命存在的迹象,这有助于科学家更了解地球和其他行星之间的联系。
美国机遇号的能源来源主要是太阳能电池板。在火星上,每个太阳能电池板的面积为1.5平方米,并由一排共计134个硅太阳能电池组成。
太阳能电池板的运作主要取决于太阳辐射的强度,机遇号在运行时会根据需要自动旋转太阳能电池板的角度以便最大限度地吸收太阳能。在约16个小时的白天,太阳能电池板使机遇号能够以最大效率地工作,同时在紧急情况下也可以依靠电池提供能量。
机遇号的设计寿命为90天,然而该车在火星上工作了15倍以上的时间。在2007年,机遇号陷入死亡谷(Perseverance Valley)的一段时间,六个月里受到了很严重的沙尘风暴袭击,最终逃脱出来。这次事件是个巨大的考验,因为火星表面的沙尘风暴可能会导致机器人失去电能,机遇号的坚韧表现令人惊讶。
机遇号装备了多种科学仪器,例如,机遇号配备了光谱仪、摄影机、探针和分光计等设备,这些仪器能够分析火星的岩石、矿物和土壤,以及火星的大气层,并确定这颗行星原先是否有生命存在的条件。
其中最重要的仪器是光谱仪,它能够确定火星岩石和土壤中的化学成分。这些数据帮助科学家更好地理解火星的环境和历史,并找出了一些可能的生命存在的地点。
机遇号还配备了火星地质锤、掘土器和喷射器等工具,以便对岩石和土壤进行钻取和采样。这些仪器和工具使机遇号能够收集更多、更精确的数据,并对火星的环境和构造进行更全面的研究。
机遇号在火星上感受到了很多季节变化,并获得了大量的数据。例如,它曾经发现了一些沙漠上的石头迹象,证明那里原来是水的存在之地。在2009年,机遇号还曾经发现了一个巨大的隕石坑,这个坑出现在机遇号在火星上进行的三个月探索期间,这一发现引起了很大的轰动。
它最初的使命是在火星表面上探测90天,但事实上,它在火星上坚持了近15年之久。那么,机遇号为什么能够坚持这么长时间呢?
机遇号采用了一系列智能节能的技术,让它节约能源、延长使用寿命。例如,在无任务时,机遇号会进入睡眠模式,关闭不必要的系统,减少电能消耗。通过这些低功耗技术,机遇号得以在火星上坚持超过5000个日夜周期。
而且它在着陆时的落地点非常幸运,视野覆盖了非常广阔的地区,不停地收集和发回数据,节约了很多不必要的行驶。同时,机遇号也避开了很多风暴、沙尘暴等自然灾害的袭击。
结尾尽管中国的火星车仅仅存活了三个月,但它的任务从未停止过,成功收集了大量有关火星的数据,并为未来有关对火星探索提供了重要的参考。
与此同时,美国的机遇号却以惊人的15年之久的寿命坚守在火星上,成为了火星探索史上的佳话。这一切都再次证明了,科技的发展在不停地推动着人类的前进。
虽然遇到困难时我们不能轻易放弃,但我们也始终要以安全为前提,谨慎地评估和考虑每一个决策。现在,我们期待着未来更多的科学探索,同时也要珍惜我们已经获得的研究成果,为人类的未来探索之路打下更为坚实的基础。
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定了!“祝融号”——中国首辆火星车有名字了
来自国家航天局的消息:今天上午,2021中国航天日开幕启动仪式在江苏南京举行。启动仪式上,我国首辆火星车名称揭晓,经全球征名、专家评审、网络投票等层层遴选,最终“祝融号”脱颖而出。
祝融在中国传统文化中被尊为最早的火神,象征着我们的祖先用火照耀大地,带来光明。首辆火星车命名为“祝融”,寓意点燃我国星际探测的火种,指引人类对浩瀚星空、宇宙未知的接续探索和自我超越。
“祝融号”火星车的高度有1米85,重量达到240公斤左右。设计寿命为3个火星月,相当于约92个地球日。“祝融号”火星车将在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作。
我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测器于2020年7月23日成功发射入轨,今年2月10日成功被火星捕获,顺利进入环火轨道。目前已经通过多次成像完成预选着陆区高清影像数据获取,后续将按计划开展着陆区地形地貌、气象环境分析等工作,为五月中下旬,中国首次火星探测器“天问一号”的着陆器与“祝融号”火星车登陆火星做准备。
“天问一号”火星探测任务是我国独立开展行星际探测的第一步,将通过一次发射实现对火星的“绕、着、巡”,即火星环绕、火星着陆、火面巡视。
△图为北半球上方火星影像
△图为南半球上方火星影像
(总台央视记者 崔霞 徐静 国家航天局 李晨 蔡金曼)
(编辑 邱婧)
天问一号成功发射一周年“祝融号”火星车行驶路线图及最新火星影像来了
来源:央视新闻客户端
我国首次火星探测天问一号任务成功发射一周年之际,国家航天局探月与航天工程中心发布了工程实施和飞行的精彩瞬间集锦,全面回顾天问一号任务的壮丽征程。
2020年7月23日12时41分05秒,天问一号任务成功发射,迈出中国行星探测的第一步。
2021年2月10日19时52分,天问一号经历202天、4.75亿千米的飞行后,与火星交会,成功实施捕获制动,进入环绕火星轨道,成为我国第一颗人造火星卫星。
2021年5月15日7时18分,天问一号探测器成功软着陆于火星乌托邦平原南部。总书记代表、国务院和中央军委发来贺电,指出:天问一号探测器着陆火星,迈出了我国星际探测征程的重要一步,实现了从地月系到行星际的跨越,在火星上首次留下中国人的印迹,这是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。
2021年5月22日10时40分,“祝融号”火星车驶达火星表面,开始在轨测试和巡视探测,先后传回“着陆点全景”、“地形地貌”、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图。
2021年6月11日,国家航天局举行仪式,火星表面获取的首批科学影像图揭幕,标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。
开始科学探测以来,“祝融号”火星车从着陆点向南部古海陆交界方向行驶,行驶路线如下图(北京航天飞行控制中心制作)。
每个火星日,导航地形相机对沿途地貌进行成像,在行进中次表层雷达、气象测量仪开机探测;行进停止后,表面磁场探测仪开机探测;途中遇到有较高科学探测价值的岩石、沙丘等特殊地貌时,表面成分探测仪、多光谱相机等载荷开展定点探测。
本周,火星车行驶至巡视探测途中的一处沙丘,拍摄了由风成、风积作用形成的沙丘地貌图像,多台载荷开机对沙丘及周边环境进行探测。
截至2021年7月23日,“祝融号”火星车在火星表面工作68个火星日,累计行驶585米;环绕器在轨运行一周年,距离地球约3.78亿千米,单向通信时延约21分钟,两器状态良好,各系统工况正常。
(总台央视记者 崔霞 李厦)
它的名字为啥叫“祝融号”?
4月24日,我国首辆火星车名称揭晓,经全球征名、专家评审、网络投票等层层遴选,最终“祝融号”脱颖而出。“祝融”这一名称,有哪些文化内涵?它对于中国航天史有着怎样的象征意义?
祝融是上古神话中的火神,在《左传》《史记》《山海经》《礼记》等数十部古书中均有记载。
相传,今湖南境内、中华五岳之一的南岳衡山,是祝融施行火政、管理南方事务的地方。祝融死后,人们以衡山最高峰的命名来纪念他。如今,南岳衡山的“祝融峰”高耸云霄,山顶还建有“祝融殿”。
南岳衡山祝融峰。湖南省衡阳市南岳区委宣传部供图
南岳地方文史专家旷顺年介绍,古语中,“祝”的本意,是古代主持重大祭典的部落首领和宗教领袖,“融”有光明的意思。故“祝融”意为祈祷光明,可引申为追逐、向往光明。
中国传统神话中,燧人氏发明钻木取火后,有了火种但不会保留和使用。于是祝融便发明了新的取火方式及用火和保留火种的方法,并以火施教:他教人们以火熟食、生火御寒、举火驱邪、用火败敌。
为民造福的祝融赢得了人们的敬重,也一直为华夏儿女所敬仰和膜拜。
千百年来,人们对火神充满敬仰和虔诚,民间对火神的朝圣也逐渐成为南岳的一大旅游特色——传说正月十五是祝融撒播火种的日子,因此在元宵节的前一天,南岳人会拿着写有新年愿望的灯笼,到祝融峰或南岳大庙前,取祝融殿前的长明灯火带回家……
南岳火灯节,湖南省衡阳市南岳大庙前门举行盛大的舞狮、花灯、民俗戏曲展演。曹正平 摄
逐梦星辰,首辆火星车命名为“祝融号”,与它“带来光明”的意义相映。
“火是人类生存所依、生活所系。向往光明、追逐光明,从古到今,中华儿女从没停息。”旷顺年说,在人类的文明进程中,火象征着光明、进取、朝气、活力。祝融传火、造福于民,让人类走出蛮荒、走向文明。
“火星的探测计划对人类意义重大,‘祝融号’也会为人类和地球带来光明与希望。”在旷顺年看来,薪火相传,中国人把自己的航天梦藏在了名字里。承载了人们对宇宙畅想的“祝融号”,将继续在航天领域追逐光明。
记者:张格、白田田
来源: 新华视点
火星任务新成果:“祝融号”揭秘浅表结构
9月26日,中国科学院地质与地球物理研究所火星研究团队通报天问一号火星探测最新研究成果。研究表明,“祝融号”火星车着陆区火表数米厚的风化层下存在两套向上变细的层序,可能反映了约35亿-32亿年以来多期次与水活动相关的火表改造过程。现今该区域火表以下0-80米未发现液态水存在的证据,但不排除存在盐冰的可能。相关研究结果发表在国际学术期刊《自然》杂志。
2021年5月15日,我国首次火星探测任务天问一号携带的“祝融号”火星车在乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆,开启巡视探测工作。乌托邦平原是火星最大的撞击盆地,曾经可能是一个古海洋,预示着火星早期可能存在过宜居环境。这里的地质如何演化?现今具有怎样的地下结构?是否还存在水或冰?中国科学院地质与地球物理研究所联合中国科学院国家空间科学中心和北京大学,报道了围绕这些重要科学问题取得的突破性进展。
详细的火星地下结构和物性信息是研究火星地质及其宜居环境演化的关键依据,是火星探测的重要内容。我国“天问一号”携带的“祝融号”火星车次表层探测雷达能够对巡视区地下浅层结构进行精细成像,深化人们对乌托邦平原演化、地下水/冰分布等关键科学问题的认识。
“祝融号”火星车搭载的次表层探测雷达是世界上首次在火星乌托邦平原实施的巡视器雷达探测。到目前为止,人类在地外天体上共开展了四次巡视雷达探测。其中,我国嫦娥三号和嫦娥四号分别实现了对月球正面和背面浅表结构的精细探测。美国“毅力号”和我国“祝融号”火星车于2021年先后开启了火星巡视雷达探测。“毅力号”的探测区域为杰泽罗撞击坑边缘,其实际最大探测深度为15米。“祝融号”火星车探测区域为乌托邦平原南部,雷达频带较宽,其实际最大探测深度达80米。
由国家航天局探月与航天工程中心发布的“天问一号”科学探测数据,为开展火星研究提供了坚实的数据保障。在最新的研究中,科研人员对前113个火星日、探测长度达1171米的“祝融号”火星车低频雷达数据展开了深入分析,获得了浅表80米之上的高精度结构分层图像和地层物性信息,发现该区域数米厚的火壤层之下存在两套向上变细的层序,可能反映了约35亿-32亿年以来多期次与水活动相关的火表改造过程。第一套层序位于地下约10-30米,含有较多石块,其粒径随深度逐渐增大。距今大约16亿年以来的短时洪水、长期风化或重复陨石撞击作用可能导致了这一套向上变细沉积层序的形成;第二套层序位于地下约30-80米,其石块粒径更大(可达米级)且分布更为杂乱,反映了更古老、更大规模的火表改造事件。基于前人的撞击坑统计定年结果推测,这次改造事件可能发生在距今35亿-32亿年前,与乌托邦平原南部的大型洪水活动有关。
此外,“祝融号”火星车次表层探测雷达的主要目标之一是探测乌托邦平原南部现今是否存在地下水/冰。低频雷达成像结果显示,0-80米深度范围内反射信号强度稳定,介质具有较低的介电常数,排除了巡视路径下方含有富水层的可能性。热模拟结果也进一步表明,液态水、硫酸盐或碳酸盐卤水难以在“祝融号”火星车着陆区地下100米之内稳定存在,但目前无法排除盐冰存在的可能性。
此次发表于《自然》的文章,是由中国科学家利用我国“天问一号”首次火星探测任务科学数据取得的原创性成果,揭示了现今火星浅表精细结构和物性特征,提供了火星可能长期存在水活动的观测证据,为深入认识火星地质演化与环境、气候变迁提供了重要依据。
来源:中国科学院地质与地球物理研究所