“好奇号”:火星你好——火星探测车的那些事,本文主要内容关键词为:火星论文,好奇论文,你好论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
“好奇号”是美国有史以来的第四个火星探测器,也是最大的一个。2012年8月6日,“好奇号”成功地降落在火星表面,展开了为期两年的火星探测任务。它的任务比以往的火星探测要复杂很多,除了要继续探测火星表面的成分之外,还要寻找火星上的水以及火星生命的迹象。
艰巨的任务,没有先进的技术装备怎么行呢?科学家在“好奇号”身上可没有少下工夫,请看“好奇号”的全副装备吧。
时速2万公里闯火星
关于“好奇号”“时速2万公里”的说法,有细心的同学提出了疑问。根据火星与地球的位置关系及“好奇号”行进的轨迹,天文学家推算出“好奇号”共需飞越4亿9千万公里的路程。“好奇号”于2011年11月26日23时发射,2012年8月6日13时登陆火星,时间共计6806个小时。这样算下来,它的时速应该是7万多公里。那么,为什么说它是“时速2万公里闯火星”呢?
其实,这里的速度是“好奇号”相对于火星的速度。我们知道,火星也是围绕着太阳转的,它和“好奇号”就像是高速公路上同向行驶的两辆汽车。“好奇号”需要从后面赶超火星,在它们相互赶超的时候,相对于太阳系而言,都是在高速运行的。实际上,“好奇号”飞行的总路程“接近5亿公里”,确实是相对于太阳系来计算的。
“好奇号”的“恐怖7分钟”
火星可历来都不是一个浪漫的好去处。过去40多年来,人类发射的部分火星探测器有的在绕火星轨道上“失踪”,有的在急速下降的过程中遭到损毁,有的着陆后葬身于火星恶劣的自然环境中。“好奇号”重量超过900千克,是迄今为止最重的火星探测器。它的着陆要求在短短7分钟内,时速由约2万公里下降至零,由于难度高、风险大,美国航天局称之为“恐怖7分钟”。为了应对这“恐怖7分钟”,科学家设计出了各种先进的装置。
“好奇号”着陆的过程是由内置计算机精密控制的,计算机具有强大的人工智能,能够综合分析降落时的各种情况,如速率、温度、高度、风速等问题,从而及时对着陆行为做出微调。“好奇号”将会撑开一个迄今为止最大、最结实的超音速降落伞来减速,它的直径达到了15米,采用了复杂的合成材料,以应对减速中产生的巨大张力。除了降落伞外,科学家还设计了一个充气气动减速器,它的原理也是依靠其巨大的面积产生阻力来减速的。这种装置和柔软的降落伞不同,它是由坚硬的材料制造的,因此能在高速状态下安全展开协助减速,而不会像降落伞那样可能被撕成碎片,它与降落伞为“好奇号”提供了双重保障。最后,科学家还在“好奇号”底端安置了超音速反冲火箭,在“好奇号”接近火星地表时,反冲火箭便会发射,产生的巨大反冲力给了“好奇号”“最后一次托举”。
“好奇号”也会玩“自拍”
“好奇号”的相机安装在桅杆的顶端,高高地竖立在车体外部。因此,“好奇号”在拍摄火星照片的时候,没有忘记自己也美美地玩了一番自拍。
虽然“好奇号”的自拍看起来一点也不帅,但是它用的可是难得一见的好相机!“好奇号”的设计师考虑到了火星上复杂的地质和气候条件,对桅杆上安装的导航相机进行了适当的改装。这两台相机可以拍摄720p高清视频,360度全景照片,甚至可以两个镜头协同使用,共同拍摄3D图像。它们的精密度达到了很高的要求,能跨越7个足球场的距离分辨对面放的是篮球还是足球。此外,考虑到火星到太阳的距离比地球要远许多,拍摄起来“光线不好”,两台导航相机的滤镜都经过了调整,能够捕捉不同波长的光线,包括红外线、紫外线等目前人类肉眼不可见的光线,并将其转换成图像,显示在照片上。
“好奇号”的“火眼金睛”
先进的导航相机,还不能算做“好奇号”的“眼睛”,因为“好奇号”还肩负着更加复杂的探测任务。导航相机虽然能够传回图片,但是要想分析火星地表的化学成分,就必须依靠它的“火眼金睛”——化学照相机了。这个化学相机对准目标物拍摄后,便能传出它的元素谱结构照片。
这是如何做到的呢?原来,化学相机有着特殊的“闪光灯”——激光射束。拍照时,激光束对准目标物发射,在一个仅有一平方毫米的小光点上聚集高能量,将目标物质瞬间气化。此时,化学照相机的快门一闪,便把气化状态的分子(或离子)的成分谱系拍摄下来了。再经过一系列精密的分析,便可以传出化学元素谱结构的报告。通过这种技术,能够很精确地识别火星地表土壤的化学成分、岩石的成因、地表物质是否含有水等问题。
强力心脏——核动力电池
也许有细心的同学会问:“好奇号”需要在火星完成这么多任务,除了它自身的驱动外,发射激光束、维持精密度如此高的相机的运行,都需要巨大的能量。那么,这些能量从何而来?火星上的太阳辐射较弱,它是使用巨大的太阳能电池板吗?
其实,它在火星上的能量来源是一块仅有45千克重的核动力电池。这也是人类首次在火星探测器上使用核动力电池。这块电池可以持续供电14年。它被科学家们亲昵地称为“劳模”——首先,它提供的电能几乎是太阳能电池的3倍;其次,它工作起来不分冬夏、不论日夜,24小时全年无休。
当然,有得必有失。目前,这种核电池的造价非常昂贵,成本过高,除了火星探测器等极端使用条件外,一般不适于推广应用。当然,我们坚信随着科技的不断进步,这一问题迟早也能得到解决。
总之,“好奇号”火星探测器上的很多技术都是人类有史以来的“第一次”,这些巧妙的发明,都来自于人类对广袤太空孜孜不倦的求索精神。只要好奇心永在、探索精神永在,科技便会不断地进步,人类的创造精神也会不断地熠熠生辉。
最不靠谱的战争
1.最短的战争:英国、桑给巴尔1896年战争
1896年8月27日,英国与东非岛国桑给巴尔(现为坦桑尼亚的一个自治区)展开了一场空前短暂的战争,大战历时长达40分钟,从早上九点打到将近十点,桑给巴尔方面宣告投降,最后以英国的胜利结束。
2.历史最长伤亡最少的战争:335年战争
战争双方是尼德兰(荷兰)与英国西南小岛,于1651年宣战,直到335年后的1986年才签订和平协议。这漫长的三个多世纪,双方没有开一枪一炮,伤亡为零,堪称“最和谐”的战争!
3.上下班分明的战争:摩尔多瓦内战
苏联解体后,原加盟共和国摩尔多瓦陷入了内战,亲西方势力与亲俄罗斯的势力之间爆发了战争。白天,他们打得如胶似漆;晚上,他们放下武器,来到酒馆,与敌人拼酒量,一直到早晨,他们走出酒吧,重新操家伙干架。
4.输给动物的战争:澳大利亚鸸鹋战争
1932年,澳大利亚居民控诉当地鸸鹋数量太多,导致食物与淡水匮乏。结果澳大利亚军队向鸸鹋们开战了!军方向参战部队总共配发了两挺机枪和1万发子弹,士兵们拿着这两挺机枪冲锋陷阵,对着鸸鹋们扫射,但是鸸鹋们以每小时50公里的速度轻巧地躲着子弹。战果必然不靠谱,一星期只打死了几只鸸鹋,而澳军的弹药几乎耗尽。澳军长官当时就震惊了,下令全军撤退。最终鸸鹋们获得了胜利。
摘自《少男少女》(广州),2012.10.25
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