火星|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

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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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;
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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 。
【火星|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】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 。


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