“机遇”号火星十年行

2014-05-16 05:31:14
太空探索 2014年3期
关键词:维多利亚漫游勇气

当“机遇”号发射上天的时候,美国航宇局希望“机遇”号到了火星后能够在着陆场附近转90个火星日,拍拍这颗红色星球的全景高清照片,玩玩沙子石头什么的。至于其他,那就算意外的礼物。没想到,自2004年1月25日安全着陆火星表面后,十年过去了,历经千辛万苦,“机遇”号还在火星溜达着。

为了向“机遇”号对于探索火星的极大贡献献上敬意,小行星39382取名为“机遇”。为了庆祝“机遇”号和“勇气”号双胞胎计划探索火星十周年,美国在Smithsonian展馆举办“勇气与机遇——十年漫游巡回展”

“机遇”号着陆的“鹰坑”的全景照

“机遇”号档案

“机遇”号漫游车真容

“机遇”号是一个六轮、太阳能动力车,长1.6米、宽2.3米、高1.5米、重180千克。六个轮子上有锯齿状的凸出纹路来适应地形,每个轮子都有自己的马达,车体主要装载于前后端来让本身能够在30度的倾斜范围保持安全。最高车速是每秒50厘米,平均速度只有最高车速的五分之一。太阳能板阵列能够在每个火星日产生约140瓦的电力,让锂电池储存电力并在晚上使用将近4个小时。它的车体作业温度介于-40℃~40℃,车上由放射性同位素热电机提供了基本的温度控制,用黄金薄膜和二氧化硅气凝胶进行隔热。

成功降落

2003年6月10日和7月7日,“勇气”号和“机遇”号“双胞胎”火星漫游车分别由“德尔它”2号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,7个月后到达火星。“机遇”号于2004年1月25日(当地时间13:15)降落在火星子午高原的“鹰坑”。“机遇”号和“勇气”号都载有纽约世贸大楼的金属残片,这些残片被制成来防护盾来保护钻孔机械上的电缆。

“机遇”号从着陆地的“鹰坑”爬出

发现陨石

2005年1月,“机遇”号在接近其丢弃的挡热板附近,发现一块不同寻常、类似金属的岩石,探测器上携带的分光仪证实了这块岩石是由铁和镍构成,显示它可能是来自太空的一颗陨石,这也是人类首次在外星体上发现陨石。

地球之外在其他行星上发现的第一个陨石

找到曾有流水的证据

“机遇”号刚着陆在火星表面时就有了惊人的发现:着陆点子午高原上的岩石形成于一个远古酸性湖泊。证据就是这些颇似蓝莓般的微小球形颗粒——赤铁矿,这种矿石一般形成于水中,是由于柔和的水流冲刷形成的,当水分蒸发后,析出硫酸盐,最终形成了这种富含硫酸盐的岩石结构。

火星表面富含赤铁的小球体,看起来很像是蓝莓松糕

“炼狱沙丘”

“黑暗坑”的荒凉景象

虽然“机遇”号的路走得比双胞胎弟兄“勇气”号要舒服些,但是,“机遇”号这一路也并非阳关大道,它也遇到了很多麻烦。比如说它曾经陷进一个沙丘两个月,操控者要一厘米一厘米地把它移出来;期间也遇到了不少的机械故障。

2005年4月份,“机遇”号陷入了一片较浅的沙质山脊中,最终它花费了5个星期时间才从30厘米厚的沙质山脊上摆脱出来,这片涟漪状沙质土壤被命名为“炼狱沙丘”。

维多利亚陨坑

2006年9月份,“机遇”号从着陆地点“鹰坑”旅行了9千米抵达了800米直径的“维多利亚陨坑”,维多利亚陨坑的直径是鹰坑的40倍。“机遇”号经过为期一年在维多利亚陨坑周边勘测和探测尘暴,2007年9月份,它开始进入这个陨坑,这个陨星碰撞形成的陨坑深30米,是之前“机遇”号所勘测陨坑深度的6倍。

更重要的是,维多利亚陨坑见证了子午高原整个生命历程,该陨坑覆盖着硫酸盐砂岩,这种岩石被认为形成于数十亿年前,当时的沙丘与水发生交互作用,这些水很可能来自浅水湖泊,之后接合加固形成固体岩石。这种环境证实了远古火星存在湖泊是区域性,而并非本土性。这处维多利亚陨坑悬崖被命名为“圣文森特角”。

“机遇”号拍摄的子午高原上富含硫酸盐的岩层

沙尘暴中酣睡

“机遇”号考察的重点地区

2007年4月20日开始,一连串大规模沙尘暴让“机遇”号的太阳能发电量迅速降低至每小时280瓦。在正常情况下“机遇”号太阳能发电阵列每天能够产生每小时700瓦的能量。倘若漫游车每天产生的电力少于每小时150瓦的话可能会让它开始耗尽电池电力。如果电池电力耗尽的话,关键的电子仪器可能会因为极度的寒冷而失效。

7月18日,漫游车的太阳能电力一度降到每小时128瓦的电力,这是任务史上的最低点。当时,NASA向新闻界发表正式声明:“我们正在努力让漫游车能够在暴风中存活下来,但是它们并非为了这种强烈的状况所设计的,我们担心漫游车再也不会从低电力的故障中醒过来”。当低电力的故障发生时,漫游车的系统会将电池停机,让漫游车进行睡眠,并执行每三天向地球通讯一次。

2007年8月7日,沙尘暴显现出减弱的迹象。 8月21日,虽然,空气中的沙量持续在增加,“机遇”号开始了沙尘暴的第一次行驶。

通讯中断

地球与其他行星都以不同的周期绕太阳公转,当行星和太阳都处在地球的同一侧时,就是行星与太阳的会合,叫做行星合日,简称合。2008年11月29日,地球和火星运行至以太阳为中心间隔的大约相对位置,此时太阳在地球和火星之间,出现“行星何日现象”。“机遇”号和地球之间的通讯中断,直到同年12月13日才恢复。

“勇气”号在古谢夫陨石坑边缘拍摄到的日落景象

右轮卡住

2008年年底,“机遇”号从维多利亚陨石坑往外爬时,左前轮变速箱失灵,不再转动。“机遇”号任务小组成功修复了出现故障的传动装置——由马达和变速器组成,用以转动车轮。他们先是让“机遇”号休息了几天,然后令其后退,这一操作似乎重新调配了变速箱内的润滑剂。最终,“机遇”号吃力地爬出了维多利亚陨石坑。

2009年3月23日消息,“机遇”号的右前轮又开始“罢工”。探测任务小组只好让“机遇”号暂时停止行进,让他作短暂休息后,再帮助解决右前轮的故障。

火星表面的涟漪看起来很像是移动的沙丘

纪念“9•11”

2011年9月11日,登陆火星的第2713个火星日,“机遇”号火星车拍下了这张照片,以纪念发生在整整10年前的“9·11”事件。照片中向前伸出的机械臂上,画着星条旗的那块铝板就是9·11事件后不久从世贸废墟中收集的碎铁片,它现在的身份是“机遇”号上的电缆护罩。这张图片其实是两个相机拍的照片合成的。中间那块分三次拍成,每次用了不同的滤镜,上色叠加之后会跟人类肉眼在火星上看到的真实色彩非常接近。

纪念“9•11”事件10周年

“奋进”坑

2012年5月28日,“机遇”号从漫长的“冬眠”中醒来。火星的冬季极其严酷,低光照条件导致太阳能板无法有效获取能量。但即便是在休息状态,“机遇”号也不忘抓拍了几张自己所在的“奋进”陨石坑的“风景照片”。这个陨石坑直径约22.5千米。

“奋进坑”散布着很多碎小的岩石

找到淡水证据

2013年6月7日,“机遇”号火星车任务总指挥史蒂夫·斯奎尔斯表示,“机遇”号火星车在一块富含黏土的岩石中发现非酸性水存在的证据。依据这一发现推断,在火星形成早期,星球环境或许更加适宜孕育生命。“机遇”号先前在火星表面检测多块岩石,发现水存在的证据,但大多是酸性水。尽管地球上有一些喜爱酸性环境的细菌,但生物学家认为,生物进化、繁衍需要更加趋近中性的环境。

这张合成自拍图像是“机遇”号在2014年1月3日~6日之间拍摄的

“火星人”恶作剧?

2014年1月8日,“机遇”号全景照相机拍摄到此前从未发现过的“神秘岩石”,而在约2周前同一地点拍摄到的照片上却并没有这块石头。相关照片公开后引起广泛关注,有人猜测“这难道是火星人的恶作剧?”。对此,NASA研究小组认为,这块岩石之前可能位于“机遇”号的车轮缝隙中,之后滚动到现在的位置上。这块石头与甜甜圈大小相近,并被命名为“Pinnacle Island”。火星表面颜色接近茶色,而这块岩石则颜色偏白,可见并未风化。

相关链接

“机遇”号火星车附近突然出现的白色岩石(右侧画面中央偏右)。左侧画面是约2周前拍摄的

“勇气”号

“双胞胎”火星车

“勇气”号于2004年01月04日04时25分在火星表面成功着陆。由于太阳能电池板的蒙尘,“勇气”号的电力供应一直在持续下降;幸运的是,2005年3月12日和2009年2月6日的两次大风吹散了尘埃,使得其电力得到恢复。

2006年,六只车轮中的右前轮失灵。

2009年5月,在通过特洛伊沙地时,“勇气”号因一个车轮陷入软土无法动弹,之后的观测一直被限制在原地,此后有过几次解救行动但都失败。

2010年1月26日,NASA宣布放弃拯救,“勇气”号从此转为静止观测平台。

2011年3月22日,NASA最后一次联络上“勇气”号;2011年5月25日,NASA在最后一次尝试联络后结束“勇气”号的任务。为纪念“勇气”号在火星上的英勇表现,小行星37452以“勇气”号命名 。

八大任务

“机遇”号和“勇气”号肩负着8大任务:

1.搜寻岩石和土壤的特征来寻找过去是否曾经有水的流动。特别的是找寻的样本将包括受到水的沉淀、蒸发、沉积胶结和热液活动所影响的矿物质。

2.测量降落地点周遭的矿物、岩石和土壤的分布区域和成分。

3.测量何种地质作用造成当地的岩层和如何影响化学作用。这些作用包括水、风蚀、沉淀、热液过程、火山活动和陨石撞击所造成的影响。

4.火星侦察轨道器上的仪器将会执行分类和确认地表上的这些观察资料;“机遇”号将会协助判定轨道器对火星作观察所用的仪器是否准确和有效。

5.搜寻含铁的矿物质并鉴定和定量一些相对的、且含水或者在水中形成的特定种类矿物,像是含铁碳酸盐。

6.分类岩石和土壤的矿物和成分并且分析形成它们的作用。

7.寻找当以前液态水存在时,地质所含有当时环境状况的可能证据。

8.评估火星上的环境是否有益于生命。

“勇气”号从丈夫山拍摄的彩色图像展现了风化岩石的差异

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