喜讯!天问一号传回高清火星影像,全面整理火星探索的问与答
发布日期:2021-03-04 14:58:51编辑:音乐人
好消息,天问一号传回第一批火星探测高清影像图,从火星表面330千米高度拍摄完成,传回照片显示,火星北极区域表面有小型环形坑、山脊和沙丘地貌也清晰可见。利刃号整理了一些常见的有关火星探索的问题做简单解答,欢迎大家讨论。
火星上有无生命?在人类完整且清晰地探遍火星表面每一寸土地之前,这个问题没有办法得到确实的答案。
网上流传多年的火星上人形石头
通过寻找生命存在的前提,比如说水、冰;或者是生命存在过的痕迹,比如说甲烷、化石,就能够帮助人类解答这个问题。
离人类在火星居住还有多远距离?居住的前提,就是在火星上能够支撑人类永久停留,不需要地球提供补给的居住区。
作为前提,人类必须要有改良火星大气层的能力,毕竟火星以二氧化碳为主的大气无法支撑人类呼吸,植物生长。
整体改良大气和土壤的规模、技术都难度极高。所以,至少在未来三十年这个梦想难以实现。
火星探测器是如何被送往火星的?首先,火星探测器要通过运载火箭送入地球轨道,然后探测器在火箭和自身的合力下,转入地火转移轨道。
离开地球引力范围至少几个月之后,火星探测器才能被火星引力捕获,进入火星轨道。整个过程除了火箭和探测器的发动机推力之外,还有利用星球引力的精密计算。
火星登陆有哪些方式,登陆难点有哪些?探测器的着陆方式,从大方向上分为两种:直接撞击星球的硬着陆,以及先减速后着陆的软着陆。
在月球和小行星这种重量低,引力小的环境下,硬着陆行得通,因为探测器自由落体的速度并不高。
但火星的重力加速度是月球的两倍,探测器硬着陆的成功率微乎其微,所以目前中美欧俄等国都是选择软着陆。
在软着陆当中也分流派,中国选择了着陆平台,而美国选择了空中吊车:前者在着陆火星时还有一定速度,用平台的支架来缓冲着陆。平台着陆的优点是可靠性高,计算不需过度精确,缺点是浪费了一部分重量,而且火星车要经受住冲击的考验。
而美国的空中吊车在着陆之前,会吊着火星车缓慢减速到几乎静止,让火星车稳妥着陆,这需要非常精密的定位和计算,一丝一毫的误差都不能有;但优点是能保证火星车的最大重量利用率,以及让火星车着陆前不受冲击,维持精密设备的正常运行。
载人探火什么时候能够实现?载人探火的最大难度并非在抵达火星,而是如何从火星返回,简单来讲载人的火星飞船本身也是一枚能从火星起飞,进入轨道返回地球的火箭。
而能把这枚小火箭送入太空的大火箭,现在还没有造出实物,目前为止最接近目标的试验品是美国太空探索公司的星舰火箭,不过即便它一切顺利,实现载人探火的能力至少也要十年,具体开展载人探火的时间只会更晚,不可能更早。
天问一号的探火使命有何不同?天问一号之前,美国和苏联、欧洲围绕着火星进行了数量巨大的探测,从绕火星开始到落地火星探测,都有成功记录。
但天问一号的特殊使命和意义,就在于它能一次性实现中国的绕火星探测和落地探测双突破,瞬间追平发达国家探索火星的进度。
天问一号什么时候会着陆火星?可能会有人问,为什么美国的毅力号火星车抵达火星轨道,就能直接着陆,天问一号却要“择机”,早则五月,晚到六月?
这个问题要用两面来解答,一方面着陆火星是"九死一生"的鬼门关。探测器一旦遭遇错误,发出的信号到达地球需要至少十分钟,一来一回就是接近半小时,根本没有机会纠正路线,改变姿态。
所以,没有着陆经验的天问一号只能慎之又慎,在火星轨道上变轨、减速,耐心寻找最好的机会,不怕用时太久,就怕一时出错。
另一方面,在经历了数十次火星探测,乃至十几次的火星着陆之后,美国对火星的轨道、引力乃至大气加热现象非常熟悉,掌握的数据量足以支撑“一次成功”;而如今天问一号的绕火变轨和探索,也是为未来的类似探测任务铺路。
天问一号会针对哪些方面考察火星?简单来讲,天问一号对火星的探测就是看天,测地,看天主要是集中在火星磁场,气象情况的测量,一方面是为将来的火星探测铺路,另一方面是为建立火星演化模型提供数据;
测地则是对火星表层和一定深度的地层实施鉴定,看看火星的矿物分布和地球有什么异同,顺带也是寻找生命存在的痕迹和证据,谁也说不准,万一天问一号的穿地雷达就能找到火星传闻中的地下水呢?
人工智能可以帮助“天问一号”克服哪些困难?刚才我们说过,信号以光速从火星出发,抵达地球需要至少十分钟,一趟往返就需要半小时。
所以,天问一号不可能遇到任何突发情况都"请示"地球再行动,赋予天问一号相当高的自主能力不仅是"赶时髦",更是规避风险的必要举措。
就比如说,在天问一号刚进入火星大气层,到减速完成,姿态调整稳定之前,探测器必定要运用人工智能自主管理速度、高度、方向和姿态在内的所有指标,这对人工智能而言也是十分艰巨的考验。