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欧俄联手寻找火星生命 欧洲第一辆火星车两年后启程
日期:2016-04-29 】【打印 关闭

 

新闻背景

  相信很多人还记得欧洲人遗失在火星上的那只“猎兔犬-2”,那是12年以前的事情了。现在,欧洲人要对火星说,我们又来了!这一次,他们搭乘的还是俄罗斯人的火箭,并把目标集中于寻找火星生命。为此他们做了多年的准备并经历了种种波折。现在,他们已经出发在路上。未来前景怎样,还需拭目以待。

  北京时间3月14日17时31分,载有火星“微量气体轨道器”-“夏帕雷利”着陆演示器组合体的质子-M/微风-M运载火箭,在哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场顺利升空。预计在经过4.96亿千米的漫长飞行后,“微量气体轨道器”将于今年10月16日飞抵火星近旁。

  这是欧洲“火星生物学”计划的一部分。

  欧洲和俄罗斯合作的这次火星探测,再次掀起火星热。本来,美国也定于今年3月发射“洞察号”火星着陆器,但由于其上的法国测震仪突然坏了,所以被推迟到下一个火星探测器发射周期(每26个月1次)的2018年5月5日了。

  ■ “火星生物学”项目一波三折

  早在2005年,欧洲就正式开展了“火星生物学”项目,但是进行得很不顺利。它是欧洲航天局“曙光”计划的第一项任务,目的是开展机器人火星车探测,进行太空生物学和地质学研究。最初定于2011年用俄罗斯“联盟”火箭一次发射完成。后来由于多种原因,耗资16亿美元的“火星生物学”准备改用美国“宇宙神”火箭分别在2016年和2018年分两次发射。

  2012年,因为资金吃紧,美国航空航天局又决定退出与欧洲合作探测火星,于是欧洲航天局再次与俄罗斯合作实施“火星生物学”项目。在这次合作中,俄罗斯不仅将在2016年和2018年用其质子-M/微风-M先后发射欧洲火星轨道器-着陆器和欧俄火星巡视器-着陆器,并在欧洲火星轨道器上装有俄罗斯为“火卫一·土壤”研制的两台仪器,目的是为俄罗斯重返火星探测奠定基础。

  “火星生物学-2016”任务仍是欧洲与俄罗斯合作发射火星轨道器和着陆器的组合体,即同时探测火星大气中的甲烷含量和验证火星着陆技术。如果任务执行顺利,在2018年将执行“火星生物学-2018”任务,即发射1辆欧洲火星车和1个俄罗斯火星表面平台。

  ■ 轨道器聚神“嗅”火星大气

  执行“火星生物学-2016”任务的“微量气体轨道器”-“夏帕雷利”组合体已于3月15日4时13分顺利进入地火转移轨道,它们将于今年10月16日一分为二。让我们花开两朵,各表一枝。

  “微量气体轨道器”将于今年10月19日进入周期4个火星日的火星轨道,它将在火星轨道工作5年,用于探测火星大气状况,尤其是火星大气中的甲烷,并追踪其来源,绘制出一份火星甲烷地图,确定其是否由生物过程产生,并协助选择2018年发射的火星车登陆地点。由于地球大气中的甲烷大多由牛和白蚁的肠道细菌等微生物产生,所以如果能探测到火星上有甲烷,就有可能找到火星存在或者曾经存在过某种生命形式的证据。如果甲烷与其他复杂烃类气体同时存在,比如丙烷或乙烷,这将是其与生物过程相关的一个强有力证据;如果找到甲烷的同时还发现二氧化硫(一种与地球上火山活动密切相关的化学产物),则能肯定甲烷来自地底,是在地质活动中逸出的。

  与以往探测火星大气中甲烷的设备相比,“微量气体轨道器”的灵敏度要高3个数量级,其光谱仪可探测到火星大气中万亿分之几的甲烷,还能够检测出甲烷以外的关键化学物质和气体,以确定火星甲烷是由生命体产生,还只仅仅是地质过程的副产品。

  ■ 决心不做第二只“猎兔犬”

  2016年10月19日,“夏帕雷利”将在火星表面着陆。夏帕雷利是意大利天文学家的名字,最早的火星地图部分由他绘制。

  “夏帕雷利”又叫静态气象学着陆器,装有进入、下降和着陆系统,总质量为600千克,在带防热罩时直径为2.4米,分离防热罩后直径为1.65米。

  “夏帕雷利”在距火星表面120千米进入火星大气层(速度为21000千米/小时),通过防热罩实现减速。当“夏帕雷利”距火星表面10千米时打开直径12米的超音速降落伞减速。此后,分离防热罩,并启动多普勒测高仪和速度计进行着陆点的定位。当“夏帕雷利”距火星表面1.3千米时启动3组火箭推进器进行反推制动;当它距火星表面2米(速度为2千米/小时)时关闭用于反推制动的火箭推进器,以免吹起大量火星扬尘对火星着陆器造成不良影响。着陆时,通过“夏帕雷利”上采用可压扁结构的碳纤维外壳进行缓冲。其着陆地点为地势平坦的子午线平原,它含一个古老的赤铁矿和氧化铁层,在地球上,氧化铁一般在含液态水的环境下形成。

  着陆后,它将利用所携带的“火星表面尘埃描述、风险评估和环境分析仪”首次在火星表面工作4个火星日,并向地球传回数据,直到电池耗尽。其上的数个传感器可分别测量火星表面的湿度、风速、压力、大气透明度、近地表大气温度和大气电气化。“夏帕雷利”有望成为首个在火星上成功着陆的欧洲着陆器。

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  欧洲第一辆火星车

  两年后启程

  2018年5月,俄罗斯质子-M/微风-M火箭将发射欧洲首辆火星车和俄罗斯火星表面平台。前者能够在火星表面自动导航行驶,一对立体相机可让火星车建立火星表面的3D地形图,其导航软件可对地形进行评估,随后火星车自动避障并以最佳路线行驶。它将通过巡视、钻孔、采集样品与分析来探测火星上的生命信息。

  在通过俄罗斯提供的着陆系统在火星表面着陆后,欧洲火星车将从俄罗斯火星表面平台出发执行巡视探测任务,预计它将在执行任务期间行驶数千米。该火星车装有6个轮子,每个车轮都能独立驱动和转向,每个火星日移动大约100米,可适应火星表面复杂的地形。

  1996年和2011年,俄罗斯经历的两次火星探测失败,对俄罗斯的空间探测是个巨大的打击。所以,2018年发射的俄罗斯火星表面平台对俄罗斯重返火星具有重要意义。该火星表面平台质量为827.9千克,其中科学仪器的质量为45千克,设计寿命为1年。它用于分析着陆地点附近的火星表面环境等。

  至今,苏联/俄罗斯共发射了19次火星探测器,但仅有5次获得部分成功。

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  “猎兔犬-2”

  是怎样失联的

  2003年6月2日,欧洲“火星快车”探测器由俄罗斯联盟-FG火箭发射升空。它由欧洲“火星快车”轨道器和英国猎兔犬-2着陆器组成,该组合体在接近火星时,即2003年12月19日分道扬镳。其中欧洲“火星快车”轨道器于2003年12月25日,即圣诞节进入环火星轨道,然后开始探测工作,并超期服役至今,它已获得了大量火星信息,成为欧洲的骄傲;而英国猎兔犬-2着陆器在与欧洲“火星快车”轨道器分离后就失去了联系,直到2015年1月 16日,英国航天局才发布声明称,通过美国“火星勘测轨道器”拍摄的高分辨率图像,在火星表面发现了10余年前失踪的英国猎兔犬-2火星着陆器。该探测器成功在火星表面着陆,但是处于半展开状态,所以导致其无法与地球取得联系。

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