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揭秘好奇号十大科学利器全解

好奇号火星车基本参数2012年08月03日18:01新浪科技微博好奇号火星车是美国宇航局迄今最为先进的火星车,大小与一辆Mini Cooper接近,采用核电池作为动力。

好奇号于2011年11月发射升空,预计于北京时间8月6日13时31分在火星着陆,并首次采用特殊设计的“天空起重机” 系统着陆。

根据设计,它将在火星盖尔陨坑着陆,随后执行两年的考察任务,探测火星过去或现在是否具有支持微生物生存的环境,从而确定火星是否具有可居住性。

以下为这辆重达1吨的史上最大的火星车的年基本参数介绍:1、飞船巡航级尺寸(巡航级和隔热罩,其内部是火星车是下降级):直径4.5米,高度3米火星车名字:好奇号火星车尺寸:长度3米(不计入机械臂);宽度2.8米;高度(计入桅杆)2.1米;机械臂长度:2.1米;轮子直径:0.5米质量:发射总质量3893公斤,包括:火星车899公斤;进入-下降-着陆系统2401公斤(包括隔热罩和加注燃料的下降级);加注燃料的巡航级539公斤火星车动力:多任务放射性同位素热电发生器和锂离子电池科学任务载荷:75公斤,包括10件设备,分别是:α粒子X射线分光计(APXS)化学相机(ChemCam)化学和矿物X射线衍射/X射线荧光设备(ChemMin)中子动态反射测量仪(DAN)火星下降成像仪(MARDI)火星机械臂相机(MAHLI)桅杆相机(MastCam)辐射评估探测器(RAD)火星车环境监测站(REMS)火星样本分析仪(SAM)2、发射发射时间和地点:2011年11月26日美国东部时间10:02 (北京时间23:02),从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地第41号发射台发射升空发射火箭:联合发射联盟(ULA)所属“宇宙神” V 541发射时地球-火星距离:2.04亿公里3、任务:火星着陆:预计着陆时间为8月5日美国东部时间1:31(北京时间13:31),误差正负1分钟。

这一时间为预计地球确认时间,其中包括了无线电信号从火星着陆地点发回地球控制中心所需的时间。

在火星着陆地点,好奇号的着陆将在火星当地时间下午3点左右进行。

着陆地点:火星南纬4.6度,东经137.4度,靠近盖尔陨石坑内的夏普山山麓着陆时地球-火星距离:2.48亿公里着陆时无线电信号单程耗时:13.8分钟飞船从地球飞向火星实际飞行距离:5.67亿公里主任务期:一个火星年(约合两个地球年,即98周)预计主任务期间着陆点附近近地面空气温度:-90摄氏度~0摄氏度项目耗资:25亿美元,这一数值涵盖了飞船研制,火星科学考察主任务期间费用,以及其它发射及运行费用。

(晨风)揭秘好奇号十大科学利器新浪科技讯北京时间11月28日消息,据美国太空网报道,美国宇航局的“好奇”号11月26日发射升空。

这辆火星车重1吨,将把火星探测提升到一个新高度。

“好奇”号的体积与一辆汽车相当,是宇航局耗资25亿美元的“火星科学实验室”任务的核心,其主要任务是评估当前以及过去的火星是否支持微生物存在。

“好奇”号将于2012年8月登陆火星,利用所携带的10种不同科学仪器帮助科学家解答这个问题。

1.桅杆相机桅杆相机(以下简称MastCam)是“好奇”号的主要成像工具,负责拍摄火星地貌的高解析度彩色照片和视频,供科学家进行分析。

MastCam由两个照相系统构成,安装在“好奇”号主车身上方的一个桅杆上。

在“好奇”号在火星表面行进时,MastCam能够获得很好的视野。

MastCam拍摄的照片将帮助任务组驱动和操控“好奇”号。

2.火星手持透镜成像仪火星手持透镜成像仪(以下简称MAHLI)功能相当于一个超级放大镜,允许地球上的科学家更细致地观察火星上的岩石和土壤。

这台仪器可以拍摄小到只有12.5微米(不及一根人发的直径)的地貌特征彩色照片。

MAHLI安装在“好奇”号的5关节7英尺(约合2.1米)机械臂末端,本身就是一个工程学奇迹。

形象地说,这台仪器就是科学家的一个高科技手持透镜,将对准他们希望对准的任何地方。

3.火星降落成像仪火星降落成像仪(以下简称MARDI)是一台小型摄影机,安装在“好奇”号的主车身上,负责拍摄“好奇”号降落火星地面过程的影像。

届时,这辆火星车将借助一个悬浮的火箭动力太空起重机完成降落。

MARDI将在“好奇”号距离火星地表1英里(约合1.6公里)或2英里(约合3.2公里)时启动,此时的“好奇”号将丢弃隔热板。

在“好奇”号触地前,这台仪器将以每秒5帧的速度拍摄影像。

MARDI拍摄的录像将帮助“火星科学实验室”任务组规划“好奇”号的火星之旅,同时为科学家提供登陆地——直径100英里(约合160公里)的盖尔陨坑的地质信息。

4.火星样本分析仪火星样本分析仪(以下简称SAM)是“好奇”号的心脏,重83磅(约合38公斤),占到“好奇”号所携科学仪器总重量的一半左右。

SAM由3个独立的仪器构成,分别是质谱仪、气相色谱仪和激光分光计。

这些仪器负责搜寻构成生命的要素——碳化合物。

此外,它们还将搜寻与地球上的生命有关的其他元素,例如氢、氧和氮。

SAM安装在“好奇”号主车身内。

“好奇”号的机械臂通过车外的一个进口将样本送入SAM。

所采集的一些样本将来自于岩石内部,利用机械臂末端2英寸(约合5厘米)的钻头钻入岩石提取。

迄今为止,所有登陆火星的火星车都没有安装可提取岩石内部样本的工具。

科学家对这个钻头既感到兴奋,又充满期待。

“火星科学实验室”项目负责人、宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的乔伊-克里斯普表示:“对于一名研究岩石的地质学家而言,没有什么能够比获取岩石内部样本更让他感到兴奋的了。

”5.化学与矿物学分析仪化学与矿物学分析仪(以下简称CheMin)可用于确定火星上的矿物类型和数量,帮助科学家进一步了解这颗红色星球过去的环境。

与SAM一样,“好奇”号的机械臂通过车外的一个进口将样本送入CheMin进行分析。

分析时,这台仪器向样本发射X射线,根据X射线的衍射确定矿物的晶体结构。

克里斯普在接受太空网采访时表示:“在我们看来,这就像是在变魔术。

”X射线衍射是地球上的地质学家使用的一种重要的分析技术,从未在火星上使用过。

CheMin将帮助“好奇”号进一步了解火星矿物的特征,超过它的前辈“机遇”号和“机遇”号火星车。

6.化学与摄像机仪器化学与摄像机仪器(以下简称ChemCam)可以向30英尺(约合9米)外的火星岩石发射激光,使其蒸发,而后分析蒸发的岩石成分。

借助于这台仪器,“好奇”号可以研究机械臂无法触及的火星岩石。

此外,ChemCam同样可以帮助任务组在远处确定是否应该派遣“好奇”号前往一个特定的地带进行探测。

ChemCam由几个不同组件构成。

激光器安装在“好奇”号桅杆上,旁边是一台摄像机和一架小型望远镜。

3台光谱仪安装在车身上,通过光纤与桅杆上的设备相连,负责分析蒸发的岩石样本中受激电子发出的光线。

7.阿尔法粒子X射线分光计阿尔法粒子X射线分光计(以下简称APXS)安装在“好奇”号机械臂末端,负责测量火星岩石和泥土中不同化学元素的数量。

届时,“好奇”号将让APXS与样本接触,APXS通过发射X射线和氦核进行分析。

这些“弹药”能够将样本中的电子撞出轨道,进而产生X射线。

根据放射出的X射线的特征能量,科学家能够确定元素的类型。

“机遇”号和“勇气”号安装了早期版本的APXS,用于揭示水在影响火星地貌过程中扮演的角色。

8.中子反照率动态探测器中子反照率动态探测器(以下简称DAN)安装在“好奇”号主车身背部附近,将帮助火星车寻找火星地下的冰和含水矿物质。

这台仪器将向地面发射中子束,而后记录下中子束的反弹速度。

氢原子往往延缓中子的速度,如果大量中子速度迟缓,便说明地下可能存在水或者冰。

DAN能够发现地下6英尺(约合2米)浓度只有0.1%的水。

9.辐射评估探测器辐射评估探测器(以下简称RAD)体积与一个烤面包机相当,在设计上用于帮助准备未来的火星探索任务。

这台仪器负责测量和确定火星上所有类型的高能辐射,包括快速移动的质子和伽玛射线。

RAD的观测数据允许科学家确定宇航员暴露在火星环境下时将受到多大剂量的辐射。

此外,这一信息也有助于科学家了解辐射环境对火星生命的产生和进化构成多大障碍。

10.火星车环境监测站火星车环境监测站(以下简称REMS)安装在“好奇”号桅杆中部,是一座火星天气监测站,负责测量大气压、湿度、风速和风向、空气温度、地面温度以及紫外辐射。

所有这些数据汇聚成每日和每季报告,帮助科学家详细了解火星环境。

(孝文)好奇号火星车是美国宇航局迄今最为先进的火星车,大小与一辆小汽车接近,以核电池作为动力。

好奇号于2011年11月发射升空,预计于北京时间8月6日13时31分在火星着陆,将首次采用特殊设计的“天空起重机”系统着陆。

按计划,好奇号将在火星盖尔陨坑着陆,执行两年的考察任务,探索火星过去或现在是否存在适宜生命的环境。

以下为美国宇航局官方公布的好奇号核电池工作原理:好奇号火星车的动力是由一台多任务放射性同位素热电发生器(MMRTG)提供的,这台设备由美国能源部提供。

这台发电机本质上是一块核电池,它可以将热能转化为电能。

它主要包括两个组成部分:一个装填钚-238二氧化物的热源,以及一组固体热电偶,它们可以将钚-238产生的热能转化为电力。

它包含4.8公斤的钚氧化物,可以提供稳定的热能用于火星车上供电,并确保好奇号能够挨过火星漫长严寒的冬季。

同位素热电发生器在过去很长一段时间内让美国宇航局得以开展太阳系的探测活动。

比如飞往月球的阿波罗项目,着陆火星的海盗号项目,以及飞往太阳系边缘的先驱者和旅行者号飞船项目,尤利西斯太阳探测器,伽利略号木星探测器,卡西尼号土星探测器,以及新地平线号冥王星和柯伊伯带探测器等等,都采用了这种同位素热电发生器。

而多任务放射性同位素热电发生器则是新一代设备,专门设计用于在拥有大气层的行星体,如火星上,或者在真空的太空环境中使用。

除此之外,它还采用了更加灵活的模块化设计,可以适应多种不同的任务需求,供能相对稳定。

这一设备的设计目标包括确保设备的高度安全,优化功能,至少可以保证14年的供能,并在此基础上做到质量最小化。

这台设备直径约64厘米,长66厘米,重量45公斤。

和这种发电机的之前几代相同,多任务放射性同位素热电发生器同样是由几层保护材料,其中灌装了钚氧化物燃料。

这些保护层主要是考虑一旦发生预料之外的事故时可以防止钚燃料外泄,这一防泄漏技术之前都经受过撞击试验。

万一火箭发射时出现意外,这些核燃料发生泄漏或者让任何民众暴露于核辐射中的可能性非常低。

在发电机中使用的钚燃料和用于核武器中的燃料不同,前者不会发生核爆炸。

并且这些核燃料都采用了特殊的陶瓷形态生产,因此不会对人体健康构成重大危害,除非它们发生破碎,成为细微的碎屑或者发生蒸发,然后被人体吸入或吞下。

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