毅力號不負(fù)地球人厚望，成為第5輛幸運(yùn)火星車

毅力號火星車不負(fù)地球人厚望，跟2012年好奇號一樣成功登陸紅色星球，成為探火史上第5輛幸運(yùn)火星車、目前現(xiàn)役第二輛火星車、裝備最先進(jìn)的火星車，也是NASA第9次成功登陸火星任務(wù)。

▲并快速傳回第一批圖像。

●毅力號成功登陸火星時(shí)間點(diǎn)：美東時(shí)間2021年2月18日15:55:31（北京時(shí)間2月19日4:55:31）。

●地球發(fā)射時(shí)間點(diǎn)：美東時(shí)間2020年7月30日7:50，北京時(shí)間2020年7月30日19:50。

期間歷時(shí)203天、太空飛行近5億公里，整個(gè)任務(wù)耗資高達(dá)27億美元，成為迄今為止最昂貴的探火任務(wù)。

迎接這一歷史性榮耀的不僅包括NASA及旗下JPL火星任務(wù)團(tuán)隊(duì)，還有一些著名地標(biāo)也為毅力號亮出火星紅甚至打出LOGO。紐約帝國大廈、洛杉磯航空港、圣路易斯州麥克唐納天文館紛紛起打出火星紅，藝術(shù)家格里·霍夫斯泰特甚至在海拔3600米的瑞士埃格爾山峰投下巨大的毅力號LOGO。

慶祝之余，核心問題來了——

●毅力號火星車到底是如何成功登陸的？如何勇闖「恐怖七分鐘」的？如何利用空中吊車精準(zhǔn)軟著陸的？

一張表告訴你這一切▼

●為何毅力號要選擇空中吊車法著陸？

之所以毅力號不能采用洞察號、天問一號那種著陸方式（只靠反推火箭減速/懸停直至軟著陸），主要考慮因素包括：其一，重型探測器必須裝配重型反推火箭才行，而這種大推力火箭在靠近火星表面時(shí)，難免會掀起大量沙塵，對火星車及其科研儀器造成不可估量的揚(yáng)塵危險(xiǎn)，無異于遭遇一場火星沙塵暴。所以，在距火星表面大約18米處，火星車安全觸地之時(shí)，立即熔斷繩索，空中吊車快速飛離、遠(yuǎn)處硬著陸，以避對火星車造成揚(yáng)塵等不利影響。其二，空中吊車法可以同時(shí)避免前兩種模式不足，即【安全氣囊法】著陸質(zhì)量很有限，無法承載重型探測器；【著陸支腿法】存在諸多風(fēng)險(xiǎn)：由于受到著陸支腿的限制，無論洞察號還是天問一號都對著陸地形要求很高，對著陸器穩(wěn)定性要求很高，對著陸支腿設(shè)計(jì)和質(zhì)量要求很高，對火星車駛下斜坡等都是不小的考驗(yàn)。反觀，【空中吊車法】不僅越過這些諸多潛在風(fēng)險(xiǎn)，而且適合于越來越大、越來越重的探測器/火星車，無疑這就是未來趨勢（除非星艦夢想成真，一步到位）。

●毅力號與好奇號著陸完全一樣嗎？對比2021年毅力號與2012年好奇號這對孿生火星車，著陸方式完全一樣，細(xì)節(jié)略有不同。更先進(jìn)之處在于，毅力號采用智能辨別系統(tǒng)選擇著陸點(diǎn)之后分離降落傘，而不再像好奇號那樣機(jī)械定時(shí)、固定式分離減速傘，從而讓毅力號自主性軟著陸變成更安全、更智能。

●為何選擇杰澤羅作為著陸點(diǎn)？

杰澤羅隕石坑位于火星赤道以北的伊西迪斯平原西側(cè)，直徑45公里，距離好奇號著陸點(diǎn)蓋爾隕石坑約3700公里，屬于35億～39億年前火星遠(yuǎn)古時(shí)期的河流三角洲，擁有豐富的沉積物，很有可能找到火星生命曾經(jīng)存在的最直接證據(jù)。而火星2020任務(wù)使命就是用最尖端的探測技術(shù)尋找火星生命的最直接證據(jù)。作為好奇號的升級版，毅力號將進(jìn)一步尋找火星生命跡象，探測火星地質(zhì)、環(huán)境條件，存儲火星樣本。

●火星2020任務(wù)裝備有多厲害？

火星2020探測器包括兩款頂配：毅力號火星車+機(jī)智號探測直升機(jī)。前者是NASA裝備最先進(jìn)的火星車，后者是全世界首架行星探測直升機(jī)，由此開創(chuàng)「火星探測車+探測直升機(jī)」全方位、立體化的全新行星探測模式。

●出身背景：毅力號火星車及攜帶的機(jī)智號直升機(jī)，都由NASA旗下的加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室JPL研制出品，代表著21世紀(jì)第二個(gè)十年最先進(jìn)最尖端的空間探測科技水準(zhǔn)。

●主要特點(diǎn)：

①人類首次部署行星探測直升機(jī)，構(gòu)建火星探測車+探測直升機(jī)全方位、立體化探測模式。②首次利用火星制氧實(shí)驗(yàn)設(shè)備，試圖在火星上制造氧氣。③首次進(jìn)行火星聲音采集，配備兩支麥克風(fēng)。④動用最尖端的探測采樣技術(shù)，試圖找到火星生命的最直接證據(jù)。

●探測使命：用最尖端的探測技術(shù)尋找火星生命的最直接證據(jù)。作為現(xiàn)役火星車好奇號的升級版，毅力號將進(jìn)一步尋找火星生命跡象，探測火星地質(zhì)、環(huán)境條件，存儲火星樣本，為后續(xù)樣本返回任務(wù)做準(zhǔn)備。

●頂級裝備：
①毅力號火星車比好奇號重17%（126公斤），重達(dá)1噸多，大小相當(dāng)于一輛寶馬Mini Cooper。攜帶8組科學(xué)儀器，包括就地資源利用、利用火星大氣中的二氧化碳制造火星氧氣實(shí)驗(yàn)設(shè)備（MOXIE）；一套包含9個(gè)頂級鉆頭、17臺獨(dú)立馬達(dá)的頂級采樣裝備，用于火星樣本采集；研究巖石成分的超級成像儀等。毅力號攜帶儀器比好奇號重了50%。②可保存43種火星樣本，每管樣本相當(dāng)于一根雪茄大小，為后續(xù)任務(wù)采樣返回做準(zhǔn)備。③裝備多達(dá)23臺照相機(jī)/攝像機(jī)，這是人類深空探測中配備最多觀測設(shè)備的一次任務(wù)，360度全視野、高清晰度全程記錄火星狀況。④自帶麥克風(fēng)，駕駛和收集樣本時(shí)錄制同期聲。⑤裝備小型核動力電池（MMRTG），至少14年穩(wěn)定持續(xù)供電110瓦，功率可以讓一臺家用冰箱正常使用。NASA從1961年以來已在30多項(xiàng)太空任務(wù)中使用這一技術(shù)，而由美國能源部提供的毅力號核動力電池，無疑屬于最新款。同時(shí)配備兩組鋰電池，電池容量可達(dá)43安培小時(shí)。毅力號火星車任務(wù)期至少1個(gè)火星年（687個(gè)地球日）。

⑥與毅力號火星車一同發(fā)射的直升機(jī)Ingenuity機(jī)智號/獨(dú)創(chuàng)號，將成為人類首架行星探測直升機(jī)，而且是在只有地球大氣密度1%的火星空氣中飛行。這款無人機(jī)只有1.8公斤重，高約半米，螺旋槳葉片直徑1.2米，每分鐘旋轉(zhuǎn)2400～2900轉(zhuǎn)，比地球大氣層飛行的直升機(jī)快10倍左右，動力采用太陽能。NASA希望能在30個(gè)火星日（31個(gè)地球日）內(nèi)至少進(jìn)行5次探測飛行，每次不超過3分鐘。
智能化獨(dú)立探測的同時(shí)，也為毅力號火星車規(guī)劃最佳探測路線，為下一代探測直升機(jī)積累更多經(jīng)驗(yàn)。NASA正在研制更先進(jìn)的下一代核動力探測直升機(jī)——Dragonfly蜻蜓號，計(jì)劃將于2026年發(fā)往土衛(wèi)六泰坦星。

●后續(xù)任務(wù)：NASA與ESA歐空局聯(lián)手，最早將在2026年發(fā)射最為復(fù)雜的火星后續(xù)任務(wù)（此前計(jì)劃2028年發(fā)射），部署一顆返回式軌道飛行器、一架著陸器、一輛火星車，提取毅力號采集火星巖石樣品，然后由火星上升運(yùn)載火箭將樣品送至返回式軌道飛行器，預(yù)計(jì)2031～2032年返回地球，為發(fā)現(xiàn)火星生命跡象獲得強(qiáng)有力的直接證據(jù)。
耐人尋味的是，計(jì)劃中的天問二號也將在2028年前后飛赴火星，不僅再次派去火星車，而且同樣瞄準(zhǔn)采樣返回，這與NASA歐空局火星采樣返回任務(wù)差不多同期。這就是說，誰能把握先機(jī)，誰就會率先實(shí)現(xiàn)火星探測時(shí)代的歷史性突破，領(lǐng)先一步完成火星采樣返回地球，這將是人類探火進(jìn)程發(fā)展史破天荒的重大事件，足以載入科學(xué)史冊。

▲歷次探火任務(wù)、嘗試著陸火星探測任務(wù)，迄今人類共執(zhí)行過47次火星探測任務(wù)，其中3次正在進(jìn)行時(shí)，20次任務(wù)成功，25次失敗，成功率只有43%，低于探月任務(wù)成功率53%（來自planetary.org）
目前已有兩輛火星車：好奇號、毅力號縱橫于紅色星球。如果再加上三個(gè)月后著陸的中國火星車，多達(dá)三輛現(xiàn)役火星車，史無前例。

火星軌道上也將有8顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行：NASA奧德賽、ESA火星快車、NASA火星勘察軌道器、NASA火星大氣與揮發(fā)物演化任務(wù)探測器、歐俄ExoMars探索火星生命微量氣體軌道器、印度曼加里安火星軌道器、阿聯(lián)酋希望號火星探測器、中國火星全球遙感軌道器。如今，這顆紅色星球從未如此地接近我們地球人。探索火星，從科幻作品到發(fā)射探測器，再到載人登陸計(jì)劃，從天馬行空到火星科學(xué)，再到火星時(shí)代前奏?？梢灶A(yù)見，火星作為人類最想登陸的行星，各大國爭相逐鹿的新目標(biāo)，必將是太空探索的下一個(gè)制高點(diǎn)。探索火星的過程將會提升人類文明，認(rèn)識宇宙與生命的意義，還會促成一系列副產(chǎn)品與文明成果，讓眼前的人類社會受益，其深遠(yuǎn)意義必將超過阿波羅登月。

火星是除了月球之外，人類熱情最大、探測和嘗試登陸任務(wù)次數(shù)最多的外星球，也是最有希望、最有條件讓人類首先登陸的行星，更是人類成為跨行星物種，建立跨行星文明的首選星球。期待真正的火星時(shí)代盡早到來，人類第二個(gè)家園星球越來越親切，越來越宜居。

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