美国NASA“毅力号”成功登陆火星，开启寻找生命之旅

作者：REN、年夜卫

北京光阴2月19日清晨4点55分，美国NASA的 “毅力号”（Perseverance）探测器胜利登岸火星，正式开端在这颗赤色行星上摸索性命存在的迹象。

NASA 喷气推动试验室（JPL）首席工程师 Rob Manning 表现，“此次着陆完成的太棒了，胜利证实了 NASA 是有用的，是胜利的。我们同心合力，配合尽力，实现了这一目的。从国度的角度来看，很多问题都应该如许合力办理。”

NASA 在直播中展现了 “毅力号” 着陆后传回的第一张图片，下降时沾到镜头上的灰尘营造了一种昏黄感：

（起源：NASA）

客岁7月和8月，阿联酋 “愿望号”，中国 “天问一号”，美国 “毅力号” 先后发射升空，踏上了前去火星的漫漫征途。

现在，三位远道而来的客人终于在火星聚会。

年夜约一周前，“愿望号” 和 “天问一号” 已经顺遂制动进入环火轨道。阿联酋这次的义务只是环绕火星，不包含登岸。而中国方案完成 “环绕、着陆、巡查（摸索）” 三个目的，以是 “天问一号” 会先环绕火星勘探3个月左右，之后再找适宜的时机着陆。

是以，没有环绕火星方案的 “毅力号” 固然动身最晚，抵达火星最晚，却可以第一个完成登岸。

着陆胜利后，“毅力号” 将稍事休整，工程师将消费数周的光阴对所有仪器和功效进行测试和校准。

图 | 全副武装的 “毅力号”（NASA）

校准停止后，它将再花几个月的光阴前去 Jezero 火山口的第一个勘察所在。科学家信任，这里在38亿年前可能是一个火星湖床，有可能在此发现古代性命的化石遗迹。

造价27亿美元的 “毅力号” 还有一个更紧张的使命，那便是尽可能多的网络并保留泥土样本，然后悄悄期待将来的 “子弟” 带它回家（或许只有样本能回家）。

NASA 此前表现，将火星泥土带回地球的义务可能必要跨越十年的光阴，一来一回，最早也要到2031年能力返回地球。

登岸火星

火星间隔地球跨越2亿公里，超远的间隔让通讯变得好不容易，单程延迟年夜约在11分钟左右。是以我们弗成能在地球上及时节制火星探测器登岸，只能寄托探测器的自立登岸体系。

NASA 在直播中泄漏，装有传感器的探测器在进入火星年夜气层时，可以感触感染到年夜气的减速，当减速足够显著时，体系便会开端节制探测器，测验考试向着陆点导航，同时调节机身姿势。

在下降进程中，可能会呈现上百万种差错，着陆轨迹的微小变化都可能导致义务失败。是以，NASA 将火星车着陆的进程称为 “恐怖七分钟”（seven minutes of terror）。地球上的事情职员只有比及登岸停止后能力知道它有没有胜利。

图 | NASA 依据传回的延迟旌旗灯号模拟火星车是否胜利下降（起源：NASA）

当被隔热层包裹的火星车进入火星年夜气层预备下降时，速率最高可以跨越5555千米 / 秒（2万公里 / 小时）。下降进程中，与年夜气之间的摩擦会让其外面温度敏捷飙升，约80秒后到达最高温度，隔热层将蒙受最高1300摄氏度的磨练，相称于最炙热的火山岩浆的温度。

此时，受到隔热层掩护的火星车却只能感触感染到室温（20度左右）。

在下降开端年夜约四分钟后，“毅力号” 探测器间隔火星地表约11公里，但时速仍旧高达1500公里 / 小时。它这时将开释一个直径21.5米的超年夜下降伞，隔热罩也将很快剥离。

图 | NASA 传统，执行发射和着陆义务要吃花生（起源：NASA）

探测器下方装有23个雷达仪器和摄像头，它们可以赞助火星车平安着陆，也能传回画面供事情职员阐发。它还配有 “地形相对导航” 软件，可以或许处置相机拍摄的图像，并将其与机载地形图进行比拟，从而肯定航天器应该在哪些潜在的平安所在着陆。

下降进入到末了一分多钟时，“毅力号” 间隔地面约2公里，此时探测器将与外壳、下降伞分别，把本身的命运交给一台空中吊车（Sky Crane）。

这是 NASA 在2012年初次启用的火星车下降技术，胜利赞助 “好奇号” 减速并着陆。

图 | NASA 模拟动画演示，空中吊车赞助火星车着陆（起源：NASA）

空中吊车配有8枚反冲火箭，经由过程三根尼龙绳与火星车相连，可以在短光阴内减速至2.7公里 / 小时，险些处于悬停状况。这使得火星车上的软件能有足够的光阴在周遭100米的规模内探求平安下降点。

找到适宜的下降点后，悬停在20米高空的空中吊车会逐步将火星车放下，后者触地后，尼龙绳会被堵截。

完成义务的空中吊车会自行飞走，在离火星车尽可能远的处所寿终正寝。

愿望假如将来人类真的登岸火星，不要只顾着找火星车和样本，不妨也把它看成人类文明的汗青文物保留起来。

义务目的

“勇气号” 与 “机会号” 赞助人类更好地相识了火星上水的汗青，“好奇号” 发现了复合有机物的证据，它们是构成性命的原始身分。

这些证据奉告我们，火星曩昔可能是宜居的。“毅力号” 将迈出下一步，探求古代外星性命的迹象。

选择 Jezero 火山口，缘故原由在于这里是有38亿年汗青的远古湖床，它处于三角洲地位，沉积物中可能存在与生物、性命有关的有机化合物和矿物资。

图 | Jezero 火山口四周地貌（起源：NASA）

“毅力号” 的23个相机将赞助科学家研讨火星以获取性命证据。此中最主要的是 Mastcam-Z 相机，它可以拍摄立体和全景图像，并具有异常壮大的缩放功效，可以放年夜必要进一步研讨的目的，例如细心探求泥土模式和旧沉积物。

此外，SuperCam 相机卖力查询拜访岩石中的化学和矿物身分，并配有麦克风，可用于辨认火星天气。PIXL 和 SHERLOC 光谱仪将探求繁杂的生物学分子。SHERLOC 的 Watson 相机还将进行显微成像，分辩率可达100微米左右，与人类头发丝的直径相称。

“毅力号” 必要消费数月光阴前去 Jezero 火山口的第一个勘察点。假如火星上真的存在性命迹象，我们最早在本年炎天就能知道。

全新技术：MOXIE 和 Ingenuity

NASA 的每一项义务都运用了一些时下最先进的技术，“毅力号” 也不破例。

第一种技术是 MOXIE。这是一种小型装配，旨在经由过程电解的方式将富含二氧化碳的火星年夜气转化为可用的氧气。这个进程已经在地球上模拟过，但它在火星大将施展更紧张的作用。

氧气的天生不仅可认为未来的火星殖平易近提供可呼吸的空气，还可以提供用于火箭燃料的液态氧。“毅力号” 事情的前两年，MOXIE 年夜约有10次制作氧气的机遇。每次将运行年夜约一个小时，发生6至10克氧气。

图 | MOXIE 装备（起源：NASA）

另一种技术是 Ingenuity。这是一架1.8千克的小型直升机，有望实现火星上的第一次动力飞行。它的部署年夜约必要10天。

Ingenuity 第一次飞行将升至空中约三米高，悬停和彷徨年夜约20秒。假如它能胜利地在火星的超薄年夜气（密度为地球的1％）中飞行，那么它将有更多的机遇飞往其他处所。

直升机上配有两个摄像头，将赞助科学家精确查看火星的地貌。就其自己而言，Ingenuity 并不是火星摸索义务的症结，但将来当漫游车无法满意探测需求时，直升机提供了另一种可能。

图 | Ingenuity 直升机衬着图（起源：NASA）

事实上，这些新技术并不是 “毅力号” 火星义务的症结。正如文章开首所说，它最症结的使命是探求生物迹象，同时为将火星泥土样本带回地球做预备。这可能必要10年能力实现。

探测器将钻入地面并网络40多份样本，将来 NASA 方案和欧洲航天局 ESA 互助执行一系列结合义务，最早可能在2031年将样本带回地球。

网络泥土样本并非易事。样品处置臂（SHA）由美国卫星图像兼机械人公司 Maxar 制作，卖力节制钻探事情，并从地面上采集火星泥土的岩心。在火星刻薄的天然前提下，该机器臂必要蒙受从晚上的 - 73°C 到日间20°C 的温度颠簸。

但最年夜的难点是，它必需降服火星尘埃的影响。样品处置臂位于火星车下方，会裸露在车轮卷入的年夜量尘土中。在最糟糕的环境下，假如设计欠妥，或者运行中呈现了意想不到的小问题，一粒微小的尘埃颗粒就足以让机器臂瘫痪。

如今，“毅力号” 的胜利登岸令人冲动，标记着它迈出了万里长征的第一步。将来，还有更多的挑战期待着它，科学家们等待着它能进一步揭开仗星神秘的面纱。

与此同时，这也让我们加倍等待中国 “天问一号” 数月后的登岸义务，预祝 “天问一号” 探测器上还没著名字的火星车也能胜利登岸。

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