“祝融”探“火”

来源 :知识就是力量 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong542
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读

历经惊险火星我来了!


  2020年7月23日12时41分,中国在海南文昌航天发射场发射了天问一号探测器,经过5次轨道修正,于2021年2月10日抵达火星,被火星的引力捕获,成为火星的人造卫星。开始对火星表面进行遥感探测。天问一号包括环绕器(也叫轨道器)与着陆巡视组合体(简称着巡组合体)两部分。其中,着巡组合体中的巡视器——火星车,又是整个火星探测计划的焦点,航天人以中国古代神话中掌管火种的神仙的名字,将其命名为祝融号。
  2021年5月15日早晨,环绕器与着巡组合体分离。分离后,环绕器抬升轨道高度,继续环绕火星,通过7套科学仪器对火星表面进行遥感探测。另一方面,它还是地球上的科学家与火星车进行通信的中继卫星,火星车获得的探测数据也要通过它才能传回地球。着巡组合体刚接触到火星大气层时,速度高达每小时2万千米,在短短的9分钟内,减速到0。
天问一号包括环绕器与着陆巡视组合体两部分(图片来源/国家航天局)

  从接触火星大气,到登陆火星表面,全程只有短短的9分钟,但祝融号着陆时地球到火星的距离达3亿多千米,地面发出的遥控指令以光速传播,也要17分钟后才能抵达火星。这意味着,着巡组合体只能自主判断,想尽各种办法实现刹车减速,闯过这道鬼门关。如果减速不够,就会坠毁在火星表面。历史上,苏联数次、欧洲两次登陆火星失败,都发生在这一阶段,所以,着陆是所有探火任务中难度系数最高的。
  祝融号成功登火,让中国成为世界上第二个成功登陆火星的国家,值得我们每一个中国人感到骄傲和自豪。

因“火”制宜,航天工程师的精巧设计


  祝融号火星车重240千克,完全展开时长2.6米、宽3米、高1.85米。这辆由中国航天人自主研发的火星车,张开四片太阳能电池翼时,就像二一只翩翩起舞的蝴蝶。这是设计师在设计火星车时,看到了一个蓝色蝴蝶标本受到的启发。
  为了避免“陷车”和“托底”,祝融号采用了主动悬架技术。火星表面地形复杂,既有容易陷车、难以翻越的沙土,还有容易刮擦底盘的石块,通过中国自主研发的主动悬架技术,祝融号火星车可以根据实时路况,将悬架的形态、刚度和阻尼调整到合适的状态,主动控制车身的高度和角度。遇到障碍时,抬起车轮,调整整车的重心,防止车轮下陷,避免底盘被石块卡住,顺利越过障碍物,大大提升脱困能力。
  为了适应不同的路况条件,祝融号采用了多种行走方式。它既能沿着直线走,原地转向,边走边调整方向,还能像虫子一样蠕动着走,像螃蟹一样横行。这样一来,无论遇到什么样的地形,它都能找到适当的行走方式。
  由于太阳光照到地球上需要8分钟,照到火星上需要10分钟,火星离太阳更遥远,相同条件下的太阳辐射强度只有地球表面的30%左右。为了得到足够的动力,祝融号配备了4块太阳能电池翼,其中2块还可以根据光照方向调整角度,以最佳入射角吸收太阳光,确保火星车有充足的能源。此外,祝融号走得很慢,巡航时的行驶速度仅为每小时40米,可以用龟速来比喻。遇到恶劣天气或光照不足时,它还会主动休息,原地避险。正是这一系列因“火”制宜的贴心设计,让祝融号在火星上走得安全,走得放心。

“地质学家”祝融号的科考之旅


  祝融号要巡视的地方,位于火星上最大的盆地——直径达3300千米的乌托邦平原。
  祝融号不仅是一辆车,更是一个机器人地质学家,它携带了6种科学仪器。

  负责识别路况的是2台导航与地形相机,它们安装在火星车桅杆的顶端,就像人的双眼,给火星车提供导航支持。通过从不同角度看同一个目标,形成物体的三维影像。我们看到的具有震撼效果的火星照片,就来自它们的贡献。
  火星表面不同的岩石和矿物,含有不同的物质。负责分析火星表面物质成分的有两台仪器。其中一台是多光谱相机,安装在桅杆顶部,通过获取物体在多个波段的反射光谱,就像识别人的指纹一样,分析
“着巡合影”图。火星车行驶至着陆平台南向约10米处,释放安装在车底部的分离相机,之后火星车退至着陆平台附近,分离相机拍摄了火星车移动过程和火星车与着陆平台的合影(图片来源/国家航天局)出不同的物质成分。

  另一台是火星表面成分探测仪,由激光诱导击穿光谱仪和短波红外光谱仪组合而成。短波红外光谱仪与多光谱相机的探测原理相似。激光诱导击穿光谱仪像一根激光笔,向目标发射一束高能激光脉冲,岩石表面被烧蚀后,激发出的等离子体在冷却过程中发出独特的光谱。通过光谱测量,可以远程分析物质的元素组成,包括硅、铝、铁、镁、钙等十多种元素。这也是这种技术首次应用于中国的深空探测任务。
  天问一号的环绕器和祝融号火星车上都有一台次表层探测雷达,通过主动发射和接收电磁波信号,探测地下结构。火星车上的雷达安装在车体底部,可以探测百米深处的水冰。火星车桅杆的顶端和底端,安装了2个相同的三轴磁通门探头(磁强计传感器),组成了磁场探测仪,这是火星上第一台移动式磁场探测仪。通过祝融号的直接测量,可以帮助我们了解火星壳层的剩磁信息,还能了解太阳风与火星大气或电离层的相互作用。
  在火星车的桅杆顶部和甲板前端,分别安装了风、声传感器和温、压传感器,组成了一个移动气象站,长期观测火星表面的气温、气压、风速、风向和声音。这可以帮助我们追溯火星气候变迁的历史。
  “千里之行,始于足下”,通过祝融号我们可以看到火星上的万古荒漠,河道遗迹,蓝色夕陽,渺小而珍贵的地球,感受到寒冷的温度和疾速的风,听到奇怪的声音。这些来自伙伴行星的独特信息,无时无刻不在提醒着我们,地球是人类的家园,生命的天堂。保护地球,就是保护人类的前途和命运。
  (责任编辑/高琳 美术编辑/周游)
其他文献
青藏高原是世界屋脊、亞洲水塔、地球第三极,是中国重要的生态安全屏障。同时它作为地球上最独特的地质、地理、资源、生态单元,也是开展地球与生命演化研究的天然实验室。多年来,由中国科学院西双版纳热带植物园、古脊椎动物与古人类研究所等单位的古生物学家组成的古生物科考队在这里进行了大量的考察,发现了一大批动植物化石。通过不断研究,高原远古生物多样性的面纱正在被层层揭开。  在青藏高原最西端的阿里地区、冈底斯
化石猎人是指将兴趣和事业结合在一起,专门挖掘和搜集古生物化石的研究人员和爱好者。玛丽·安宁是英国19世纪最著名的女化石猎人。化石猎人必备:  要对地质古生物知识有基本的了解和认识;要有一定的化石鉴赏能力;火山岩和变质岩经过了高温和高压的作用,无法保存化石,而沉积岩如砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩、石灰岩等,则可以广泛保存化石。另外,还要拥有一双善于发现的眼睛和勇于探索、研究的干劲儿。  在出发寻找化石之
和Made in China的衬衫和皮鞋相比,这都是中国文化,但都不过是煮成面条一样的中国文化。    《功夫熊猫》是第一部中国内地票房过亿的好莱坞动画片,放映空前成功,有些观众反复多次进场观看,让我想到二十多年前《末代皇帝》热映的场面。《末代皇帝》当年获得了奥斯卡九个奖项,但是对于大多数中国人来说,这部电影非常西化,洋腔洋调,从演员的发音到台词的语法,到戏中人的精神面貌,都很不中国。那时候我们还
一项任务不好做,但如果化整为零,把任务分解成一个个小任务,就比较容易完成。搞发明创造也是这样,我们运用特性列举法“化整为零”,有时会有意想不到的收获。  西方的“派克思想”  乔治·派克一面零售和修理钢笔,一面研究制作钢笔。  为了制作出更精美的钢笔,他将钢笔的特性一一列举出来:外观——圆柱形,部件——笔杆、笔帽、笔尖、墨囊等,功能——写字、画画……然后,针对这些特性提出改进的思路,比如可以改变钢
春光明媚,又到了赏花的季节,以前不是没有心情,就是缺少闲暇,再不然就是根本不懂得赏花。现在爱庐中樱、梨、桃与杜鹃并开,千花万叶,成了众香国,回首“辜负名花已半生”,颇觉怅惘。  赏花首先要有心情,没有心情,连花都刺眼,如何能与桃李同笑?所谓“长安春暖百花开,无奈春心冷欲灰,纵有马头红杏色,此行非是看花来!”在名花荟萃的地方,马头行处,一片红杏,他却春心如冷灰,一点赏花心情都没有,有景不能赏,也是个
【原文】  【原文】  乙卯重五诗  (宋)陆游  重五山村好,榴花忽已繁。  粽包分两髻,艾束著危冠。  旧俗方储药,羸躯亦点丹。  日斜吾事毕,一笑向杯盘。  【注释】  乙卯:指公元1195年,宋宁宗庆元元年,作者71岁,在家乡绍兴隐居。重五:因是五月五日,故曰“重五”,即端午节。  棕包分两髻:粽子有两个尖尖的角。  艾束著危冠:高高的帽子上插上艾枝。危冠,高冠。  储药:古人把五月视为恶
上海国际贝展上展出的形态各异的贝类贝展,源自欧洲的“上流生活方式”  近现代的贝壳收藏起源于15~17世纪的欧洲,思想的解放使人们开始对自然科学产生浓厚的兴趣,广开的海路与探险不仅带来了香料、矿石和茶叶,还带来了产自异域的奇特生物。贝壳因其种类繁多、色彩绚丽、坚固耐存且充满神秘感而逐渐受到社会名流的青睐,各种新奇的藏品一时间成为拍卖会上的宠儿,许多贵族甚至王室成员还拥有自己的贝壳陈列室。这种展示活
《随园诗话》有一则道及:“有友呼僮烹茶,僮酣睡。厉声喝之,童惊扑地。因得句云:‘跌碎梦满地。’”且设想这一场景,以为主人外出,舒坦地睡懒觉,梦得天昏地暗之际,被主人带怒气的呼叫惊醒,一个翻身从床上跌下,揉揉眼,忙说好好,一溜烟进厨房去生火。而地上,有童仆的“遗梦”。那是什么?是四处流淌的水,是迸散的琉璃片,是随手一撒的珍珠,还是一碗冒热气的卤肉饭?天晓得。  想起今人北岛被广泛引用的名句:“如今我
两年前,江苏省南通市海安县城南实验中学建立了航模社团,让学校的航模爱好者从此有了一个自己的“家”。  一程风雨一程歌,一路磨砺一路收获。学校航模队创办仅两年,在各级比赛中,已有几十名学生获奖。  小小模型,承载着希望随风翱翔,与彩蝶翩翩起舞,同雄鹰竞击长空……  每当同学们凝望蓝天,心中总有一种冲动在澎湃,那就是尽情追逐梦想!  下面就让我们跟随城南实验中学航模队的小伙伴们,一起翱翔于那片属于他们
守护空域安全的无形屏障  中国的空域共分为10个飞行情报区,每个飞行情报区内的空域又按从高到低的顺序进一步划分为高空管制空域、中低空管制空域、进近管制空域和塔台管制空域,覆盖了从地面到巡航高度上限的所有空间。  通常情况下,一个航班从准备起飞到飞行结束,要经过数个管制席位的指挥,分别是:塔台管制员与飞行员进行通话  1.放行席位 2.地面席位3.塔台席位4.进近(指飞机下降时对准跑道飞行的过程。在