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科普:美国下一代火星车上的“黑科技”

     美国航天局本周宣布,将于今年秋季举行为美国下一代火星车“火星2020”正式命名的比赛,并邀请全美青少年参与,以激发他们对航天任务的兴趣。

  除了命名比赛外,美国航天局近期还公布了“火星2020”使用的一些“黑科技”,涉及探测器着陆过程、氧气供应、获取水资源和宇航服等方面,不妨一起来看看。


  着陆

  按计划,“火星2020”将于2020年7月发射升空,次年2月在火星赤道以北的耶泽罗陨石坑登陆,以寻找这颗红色星球可能曾有生命存在的迹象。

  进入火星大气、下降与着陆是探测器顺利开展任务的前提条件。据介绍,“火星2020”减速伞上的传感器将记录它进入火星大气层时升温及运行情况,从而帮助工程师优化未来载人探测器及宇航员栖息设施等大型太空设备的着陆设计。

  “火星2020”搭载了一个名为“地形相对导航”的系统。在朝着火星表面降落的过程中,这个系统将会对比预先加载的地形图和它拍到的地形图,自动调整下降轨迹,以降至安全着陆点。

  美国航天局说,正是由于研制出“地形相对导航”,任务团队才选择耶泽罗陨石坑作为着陆点。这里有大量巨石和悬崖,多处为风蚀地貌,这种地质多样性对此前的火星着陆任务来说太过危险。未来,这种自主导航技术有可能应用在人类登陆火星前向这颗红色星球上投放相关设备。


  氧气

  宇航员在火星上生活需要稳定的氧气供应,如果从地球运输代价高昂。“火星2020”搭载的“火星氧气就地资源利用实验(MOXIE)”设备将探索一种替代方案,尝试把火星大气的主要成分二氧化碳转化为氧气。

  美国航天局说,MOXIE是一个小型示范设备,但它使用的技术有望推动研制出更大、更高效的氧气生成器,从而解决火星上宇航员的呼吸问题,并为人类从火星返回地球使用的火箭提供氧气燃料。


  水

  “火星2020”将搭载一个名为“火星地下实验雷达成像仪(RIMFAX)”的探地雷达,这将是第一个在火星表面运行的雷达。科学家将通过它拍摄的高清图像研究被掩埋的古代河床等地质特征。更重要的是,RIMFAX未来还有望用于寻找地下冰层的储存点,帮助宇航员获取饮用水资源。


  宇航服

  地球和火星每隔26个月会处在太阳的同一侧,这时才能打开往返火星的发射窗口。而火星没有磁场,不能像地球一样利用磁场抵御来自宇宙的有害辐射,这意味着第一批登上火星的宇航员可能得面临长期的宇宙辐射,所以设计出使宇航员免受宇宙辐射伤害的宇航服成为一大挑战。

  美国航天局说,“火星2020”将首次搭载5种宇航服制造材料到火星上开展实地测试,其中包括一种宇航员头盔材料样品和4种织物材料样品。科学家计划使用一个名为“SHERLOC”的科学仪器以及相机来研究这些材料对紫外线辐射的防护作用。


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