NASA發布Perseverance火星探測器的五項技術

2020-09-03 光亞星際

Perseverance火星探測器發射升空,其任務是尋找火星上潛在的可居住環境的跡象。Perseverance在承接美國此前的火星探測任務(檢測火星上的水、有機物等)的同時,它也將搜尋火星上生命存在或曾經存在的證據,並將儲存樣本,等待搭乘未來的火星探測器返回地球。

為了實現這些目標,「Perseverance」配備了許多創新技術,以確保發射成功,在火星惡劣的氣候下生存,並在2021年初登陸火星後順利開展尋找生命跡象的艱苦工作。

1. IT WILL CARRY A TINY HELICOPTER

如果沒有「朋友」的幫助,Perseverance是不可能登上火星的。根據IEEE的一篇Spectrum文章表示,火星車的腹部首次攜帶了火星直升機。如果一切按計劃進行,它將成為第一架在另一個星球上進行動力飛行的飛機。

鑑於惡劣的氣候和稀薄的空氣,在火星上駕駛無人機將是一個挑戰。在地球上簡單的陣風屆時都可能會成為問題,因為大氣密度比地球低了1%。這也意味著人類將首次實現飛行器在其他星球的受控飛行。

文章稱:「雖然如汽車尺寸的Perseverance的質量為1025公斤,但無人機只有1.8公斤,機身只有一盒紙巾大小。Ingenuity公司打造的雙碳纖維轉子相互重疊,以大約2400轉/分的速度向相反方向旋轉,速度是地球上大多數直升機旋翼速度的五倍。由於速度非常快,轉子的外緣將接近超音速,可能會產生衝擊波和湍流,使無人機幾乎無法穩定。」

2. IT WILL BE AUTONOMOUS

不僅Ingenuity具有自主性,Perseverance也將同樣可以利用我們在地球上使用的自動駕駛汽車的相同技術。

據美國宇航局稱:「工程師們賦予了Perseverance比其他任何一款火星車更多的自動駕駛智能,使它能夠在一天的運行中覆蓋更多的地面,而不必等待地球上的工程師發出指令。」根據任務的長度計算,這種快速的速度可以幫助完成更多的科學任務。快速穿越能力將幫助太空飛行器更有效地探索月球、火星和其他天體。」

Perseverance的高級自主性是可能實現的,因為其兩臺計算機上搭載了一系列傳感器和機器學習算法,可以幫助它穿越最崎嶇的地形。

3. LASERS ARE LOOKING FOR LIFE

地質學家十分關注Perseverance。為了尋找微生物及各種生命跡象,它還搭載了一臺1064nm的遠程雷射誘導擊穿光譜(LIBS)和光譜儀來檢測巖石和土壤。

據美國宇航局稱:「超級攝像機(SuperCam)可以在20英尺(約7米)外發射雷射,這將幫助研究Perseverance甚至比鉛筆尖還小的巖石目標。」

雷射之所以有幫助,是因為它能清除灰塵,並幫助獲取更清晰的目標視野,從而獲得更精確的數據。

4. IT HAS A TURRET ARM TO DRILL

另一種方法是,Perseverance利用其7英尺長的機械臂收集樣本和數據。就像人類有活動關節的手臂一樣,Perseverance也能夠使用工具,從而「在巖石中提取巖芯,拍攝顯微圖像,分析火星巖石和土壤的元素組成和礦物組成」。

這隻手,或稱其為「turret」,能夠攜帶科學相機,甚至包含了一個特殊的傳感器,以防止機器人錯誤接觸表面,減少損壞的機會。

5. IT WILL BE BROADCASTED

Perseverance就是要把火星「帶到你身邊」。飛船和機器人將配備23個攝像頭,這比歷史上任何一次星際飛行任務都要多。一旦2021年初火星上的Perseverance返回降落,這些相機將幫助工程師和研究人員了解到那未知世界的景觀。原始和處理的圖像將可以在任務網站進行查看。

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