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去火星上“科考”,在哪着陆很重要

2018-11-29 21:14:55      来源:科技日报   分享:扫描到手机

去火星上“科考”,在哪着陆很重要,11月26日,“洞察”号火星探测器成功在火星埃律西昂平原着陆,开始了对火星内部结构和现象的探测。“洞察”号着陆的埃律西昂平原是一片火星赤道附近的巨大的火山平原,距离“好奇”号火星车着陆的盖尔撞击坑仅约600公里。

  11月26日,“洞察”号火星探测器成功在火星埃律西昂平原着陆,开始了对火星内部结构和现象的探测。“洞察”号着陆的埃律西昂平原是一片火星赤道附近的巨大的火山平原,距离“好奇”号火星车着陆的盖尔撞击坑仅约600公里。

  而就在数天前,美国国家航空航天局(NASA)还公布了下一代火星车“火星2020”号的计划着陆地点。杰泽罗撞击坑从三个备选着陆点中脱颖而出,成为了“火星2020”号火星车的目的地。

  虽然火星的个头相对地球要小,但在其约一亿四千万平方公里的表面上为价值连城的火星探测器选定一个合适的着陆点仍然不是一件容易的事,需要工程师与科学家相互配合共同完成。

  工程约束是首要考虑

  和地球一样,火星表面有各种地形地貌,既有一望无际的平原,又有深达6000米的峡谷和落差达27000米的太阳系第一高山。对于地球上的汽车驾驶员来说,在平坦的地面上停车显然要比把车停在斜坡上更为容易,因为既不用担心汽车溜坡,也不用在起步时实施相对复杂的坡起流程。对于火星车来说,在相对平坦的地形上着陆同样是风险更小、成功率更高的选择。火星的地形存在明显的南北差异。南半球遍布着高低起伏的山脉与峡谷,及大大小小的陨石坑,北半球的地形则相对比较平坦。因此,除了具备特殊探测使命的探测器外,绝大多数的火星着陆探测器都降落在北半球及赤道附近。

  探测器在着陆时,一般都需要通过与大气相互作用来减速,在着陆的最后阶段才使用自身发动机提供的动力实现软着陆。火星的大气相对稀薄,如果着陆点的地理高程(与地球上的海拔概念类似)过高,那么探测器还没有被大气充分减速时就已经与火星表面接触。因此,一般都要选择高程较低的区域作为着陆点。

  长时间在火星工作的探测器要借助太阳能电池来产生电力。同时,用来导航和检测障碍的光敏感器也需要较好的光照条件。火星的高纬地区无法获得充足的光照,因此火星探测器大都会选择在纬度小于30度的区域着陆。低纬度地区良好的光照条件也带来了比较温和的昼夜温差,不会像高纬度地区那样出现极端的昼夜温差和夜间低温,从而使探测器更容易维持自身的热平衡。

  如果探测器不慎降落在一片充满岩石的区域,将会给探测器的工作带来很大的麻烦。岩石会破坏探测器的着陆缓冲机构,阻碍减速发动机的正常工作。同时,对于火星车来说,遍布的岩石还会对它们的移动带来阻碍。因此,一般要选择岩石较为稀少的地方作为着陆点。

  除了在火星上着陆的探测器外,还有MRO、MAVEN等探测器以围绕火星飞行的方式为我们带来火星的全球信息。利用这些轨道器的探测数据,科学家和工程师们可以对火星各个区域是否符合以上硬性约束做出判断,给出可能的着陆点选项。

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