创下多个记录的“探路者”号火星探测器是那国家的? “火星探路者”号创下了什么记录?

作者&投稿:主父枯 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

1997年7月4日13时7分(美国东部时间),美国“火星探路者”号火星探测器,经过8个月的漫长旅途,终于在火星上着陆,从此揭开了人类探索火星奥秘的新纪元。

据资料显示,“火星探路者”开创了人类探测火星的多个第一:该探测器是首次向地球发回彩色三维立体照片;也是首次采用自由下降方式降落在火星表面;首次使用缓冲气囊技术;而它携带的“漫游者”探测机器人是人类首次成功地向地球之外的星球发射这种装置。

专家指出,“火星探路者”号火星探测器此次的任务是调查火星的大气和地质构造。就该探测器的结构来看,其3个侧面外侧的6个直径达6米的充气球体,即缓冲气囊,作用在于为探测器筑起一道缓冲屏障。值得一提的是,它所携带的“漫游者”火星车是个小型机器人,其电脑核心部分采用的是20MHz主频的RAD6000CPU,重达23磅,并且使用太阳能动力,而行驶速度最快可达2英尺/分钟。火星车上还有一台阿尔法—质子—射线光谱仪,能现场分析岩石的化学成分,并将分析结果传回地面控制中心。它完成了对“甲壳比尔”和“尤基”两块岩石及周围部分土壤的分析,科学家们研究发现,火星岩石成分竟与地球很相似。

“火星探路者”号探测器示意图

从发回的照片中,火星阿瑞斯平原看起来就像地球上的荒漠,有山脉、丘陵、沟谷,甚至还有陨石坑,科学家由此猜想,或许在几十亿年前,这里曾发生过特大洪水。而从火星车留下的车辙看,火星表面是一层虚土,下面是坚硬的壳层。此次探测,还使得人类对火星气候有了更深入的了解。火星当时是夏季,白天地表温度约零下十几摄氏度,夜晚会降到约-70℃,白天有微风。

那么,火星上曾有过生命吗?水是如何形成的又如何消失的?火星曾有过与地球同样的地质过程吗?这一切如今都还是谜。但是,“探路者”的火星之行已为以后的探索甚至为人类登上火星打下了基础。

事实上,“探路者”火星探测器这次着陆飞行在设计思想上与“火星全球勘测者”有着根本的不同,后者是利用已失败的“火星观测者”留下的备件制造的。

而据资料显示,此次探路者计划有以下几个主要特点:

研制工作又快又省

“探路者”使美国恢复了对火星的着陆探测,而且既有着陆器,又有漫游车,但所花的代价却比两个“海盗”号上的计算机部分还低。它的研制工作仅用了3年时间,费用只有1.96亿美元(着陆器1.71亿美元,漫游车0.25亿美元)。加上0.55亿美元的火箭费用,总硬件费用才2.51亿美元。探测器上使用的IBM公司RS6000微处理器(128兆内存)性能要远远高于“海盗”号着陆器所用的计算机。

着陆器设计适应性强

“探路者”选定气囊着陆设计是为了开发和试验新的着陆技术,使未来的着陆器能在地形条件比在火箭辅助下用着陆支柱着陆所要求的条件还要差的情况下着陆。“探路者”将以7.6千米/秒的速度进入火星大气,此后其“海盗”号式的气动外形可把速度降到0.4千米/秒。打开阻力伞后速度将进一步降至54米/秒。此后减速火箭点火工作2秒,使探测器在火星表面以上约21米处短暂悬停一会儿。探测器最终触地时的速度约为13米/秒,落地时由气囊进行缓冲。到达火星表面上的探测器包括350千克重的基地站(带太阳阵)、装在支杆上的一架相机、天气探测器以及漫游车。气囊式的着陆设计,按目前的资金水平只能用于相对比较简单的着陆装置。美国宇航局目前还正在继续开发火箭和支柱着陆系统并准备在由喷推实验室研制的“1998火星勘测者”着陆器上使用。

携带了美国第一辆无人漫游车

“探路者”的太阳能漫游车重约10.4千克,长0.66米,宽0.48米。在飞向火星过程中,它被压缩到只有0.2米高,在火星上展开后高度升到0.3米,行驶速度为0.4米/秒。

尽管“探路者”的漫游车是美国送往月球和各大行星的第一辆无人漫游车,但却不是世界上第一辆射向火星表面的漫游车。1971年前苏联的两个探测器“火星2”和“火星3”都曾携带漫游车抵达火星表面,遗憾的是“火星2”坠毁了,而“火星3”也在着陆后仅20秒就出了故障。与6轮的“探路者”漫游车不同,前苏联的漫游车采用的是滑移行走方案。另外,前苏联漫游车与基地站之间连有脐带,可以行驶到离着陆器15米的地方,而探路者是自主工作的。前苏联的漫游车带有土壤密度和承载强度测量仪器。

科学家们指出,“探路者”火星探测器此次在火星表面上将依靠3台放射性同位素加热装置来保持温度,每台装置中装有2.6克钚238。这些钚呈陶瓷状,包覆在金属内,并由气动外壳防护,以保证这种核装置不会在发生事故时损坏并使钚外泄。另外,发射用的“德尔塔”火箭的第二级和第三级上安装了声信标(类似于飞机的飞行数据记录器),以便于在发射失败的情况下确定核加热装置的位置。

“索杰纳”火星车示意图

此次探路者所带的漫游车称为“索杰纳”,该车大小同微波炉相近,能在火星表面上行驶。“索杰纳”长0.66米,宽0.48米,展开后高0.3米,重10千克多,有6个轮子,行驶速度很慢,有如蜗牛,设计速度还不到1厘米/秒。它携带了3台相机和1台阿尔法质子X射线光谱仪,由车顶的太阳能电池板提供电力,并依靠3台钚238放射性同位素加热装置来为电子设备保持温度。6个轮子是铝制的,前、后4个轮子可独立转动,因而可就地转弯。漫游车和着陆器间通过一特高频指令与遥测系统保持联络。

“索杰纳”在探测器着陆次日走下着陆器。1998年4月6日,它开始使用APXS光谱仪对选定的火星岩石进行研究。它所研究的第一块岩石叫“藤壶嘴”,因其具有藤壶(一种水生甲壳动物)的特征而得名,大小和足球相仿。分析结果表明,这块岩石主要由石英、长石和正辉石构成,其中石英含量约占1/3。石英是地球上许多岩石的主要成分,而长石和正辉石在地球上也很常见。科学家们对这块岩石与地球上岩石极为相似感到惊讶。他们推断,这块岩石由火山形成的可能性较大。

此外,分析还表明,“藤壶嘴”与地球上一块编号为ALH84001的火星陨石在化学组成上具有相同的特征,由此说明这块陨石确属火星“来客”。

在分析了“藤壶嘴”后,“索杰纳”又开始探测另一块岩石“瑜伽熊”。它的大小是“索杰纳”的4倍。按计划应在探路者在火星上着陆后的第4天对这块岩石进行探测,但由于“索杰纳”在接近“瑜伽熊”时与之发生了碰撞,致使地面科学家向它发出了停止工作的命令,加之后来又出现了通信故障,所以直到12日漫游车才完成了对“瑜伽熊”的探测。由于相距遥远,所以从地面发往火星和从火星发向地面的无线电信号要用11分钟的时间才能到达目的地,这意味着地面上的科学家和控制人员无法对“索杰纳”的活动进行实时控制,好在“索杰纳”的行动很缓慢。

分析结果表明,“瑜伽熊”的化学组成与“藤壶嘴”不同。它含有大量的镁,而“藤壶嘴”的主要成分是石英。这说明火星上的岩石有多种多样。从7月15日传回的数据看,“瑜伽熊”更像地球上的岩石,年龄也比“藤壶嘴”老。

“索杰纳”接着对与“瑜伽熊”相距10米左右的另一块岩石“斯库比·杜”进行了探测。科学家们之所以对这块岩石感兴趣,是因为它是迄今在火星上发现的第一块白色石头。“索杰纳”探测一块岩石少则需十几个小时,多则几天,而其设计使用寿命只有1周。但目前看来,它的实际使用寿命可达几周以上。



“火星观察者”号探测器是哪个国家的?~

1992年9月25日,美国用“大力神”3型火箭成功发射一个“火星观察者”号探测器。它重2.5吨,携带7部仪器,预计11个月飞行7.2亿千米后,到达距火星表面378千米的近极轨道,对火星进行长达687天的观测考察,绘制整个火星表面图,预告火星天候,测量火星各种数据,进一步揭示火星上有无处于原始阶段的生命现象,为未来人类移居火星探寻道路。但是1993年8月21日,火星号探测器突然与地面失去联系,不再发回信息。这次探测令人失望地夭折了。
根据30多年来人类对火星的探测,科学家已基本肯定火星是一个没有高级生命的世界,流传甚广的“火星人”是根本不存在的。但是火星上有没有与地球不同的其他形式的生命,或者曾经存在过有智慧的高级生物,则还是一个深奥的难解之题。解开这个难题还需人类不懈的努力。

“火星探路者”号太空船是美国宇航局花费了1.25亿美元完成的一项杰作,科学家们的巧妙设计使它能够像子弹一样射出,以2.8万公里的时速穿过太空,然后以14.2度倾角进入火星大气层。倾角的精度要求很严,因为角度过大会造成激烈摩擦导致太空船焚毁,而角度过小则会使太空船掠过大气层飞离火星。
1996年12月4日,“火星探路者”离开地球向着火星挺进,经过213天的冲刺,最后以26460公里的时速向火星疾冲而下。美国科学家为太空船精心选择的着陆地点是一片长200公里、宽70公里的干涸河床,那里地势平坦,适合秒速仅1厘米的六轮探测车到处走动。同时,这里的风力也较弱,可以避免尘粒干扰传回地球的图像。
在冲到距火星地面10公里左右的高度时,“火星探路者”的感应器启动了一具硕大的降落伞,它以比地心引力大20倍的阻力使太空船在一分钟内时速骤减到1610公里至1285公里。此时,距着陆还有100秒,多枚小火箭反向点燃,使得冲速更加缓和。紧接着,隔热罩张开,以免太空船前端过热。着陆前8秒,太空船距火星只有1.7公里,24个直径约1米的气囊迅速膨胀,紧紧地护住了高0.9米、重800多公斤的“火星探路者”。4秒钟后,太空船降到离火星40米的高度,数枚自动点燃的反向制动火箭切断了降落伞,太空船以40公里的时速冲向火星地面。此时,气囊起了很好的缓冲作用,太空船在地上弹跳了十多米,而后,又弹跳了十多次才完全停稳。
15分钟后,气囊排气收缩完毕,“火星探路者”张开三片六角形太阳能板,伸出并启动天线、摄影机、天气感测器和其他仪器。太空船着陆的时候,火星上正是黑夜,到处一片漆黑。3个小时后,太阳升起,太空船开始利用太阳能发电,陆续向地面发回了一系列重要信息。晚上8时,地球上的科学家们收到了“火星探路者”发回的邮票般大小的第一张黑白照片,稍后,彩色照片也开始一张张传回地面接收站。从照片中,可以看到近距离许多黑色的鹅卵石及远处起伏崎岖的山丘,天空则是一片淡红。此次,太空船上一架3D摄影机完整地拍摄了周围360度的景象,所有的照片都显示出火星是一片贫瘠的荒漠。
根据计划,“火星探路者”在登陆后将连续工作一个月,其目的主要是研究火星地表地质的形成和结构,探测火星岩石成分与矿物特征,报告气候与大气状态。届时它会传回大量降落点的照片及火星成分和大气层的数据。探测车“漫游者号”则由科学家在地球上遥控,在太空船四周一个足球场大的范围内移动,工作目标是为火星地表的有趣岩石拍摄并分析其化学成分。“漫游者号”可以攀爬30度的斜坡,越过高约20厘米的石块,并可侦测出过度倾斜高地并在翻车前停驶,它的工作期限是一周。
当然,“火星探路者”着陆后也出了一点小小的故障,那是当探测车“漫游者号”从太空船中驶出的时候,被一个没有及时收回的气囊绊住了一个车轮,这使得它无法按原定计划走上火星进行探测。地面的科学家们立即指示“火星探路者”提起瓣状的外壳,用电马达尽量将气囊拉开。但没想到此时软件出了问题,“火星探路者”和“漫游者号”互相不识别通讯系统。地面控制人员立刻重新设定探测车的数据机。12小时后故障被彻底排除,“漫游者号”慢悠悠地开始了在火星上的漫游。
这次“火星探路者”号太空船在火星的着陆同时创下了三个第一的纪录:它是第一个没有围绕火星运行而直接在火星着陆的太空飞行器;它是第一个在超音速(时速1600公里)速度下使用降落伞的飞行器;它是第一个使用类似汽车使用的气囊作气垫,以减轻着陆时冲击的飞行器。

“火星探路者”号创下了什么记录?
答:“火星探路者”号太空船是美国宇航局花费了1.25亿美元完成的一项杰作,科学家们的巧妙设计使它能够像子弹一样射出,以2.8万公里的时速穿过太空,然后以14.2度倾角进入火星大气层。倾角的精度要求很严,因为角度过大会造成激烈摩擦导致太空船焚毁,而角度过小则会使太空船掠过大气层飞离火星。19...

火星探路者?
答:火星探路者于1997年07月04日在火星表面着陆。它携带的索杰纳号火星车,是人类送往火星的第一部火星车。火星探路者号 1997年7月4日,携带火星探路者的飞船进入火星大气层,由降落伞带着以每小时88.5公里的速度飘向火星表面,并在着陆前数秒钟打开9个巨大的保护气囊。17时07分火星探路者在火星降落,在密...

“火星探路者”怎样对火星的探测?
答:它需经过10个月的旅行抵达绕火星飞行的轨道,将绘制火星地形图、分析火星大气成分和记录火星大气变化的情况,完成1992年升空的“火星观察者”探测器未完成的任务。“火星观察者”探测器原定1993年8月24自到达火星轨道,但1993年8月21日突然与地面失去联系。 从“海盗”号登上火星之后,人类的火星探测已经不是去寻找“...

你好,火星!迄今为止,造访过火星的8个探测器全是美国制造
答:首先,是1976年7月20日抵达的“海盗1号”,它是人类历史上首个成功软着陆火星的勇士,携带使命寻找火星生命的线索,它所拍摄的珍贵影像和数据,至今仍为科学家们提供着无尽的启示。紧接着,同年9月3日,“海盗2号”登陆乌托邦平原,甚至意外记录下火星地震,为天体研究开辟了新径。1997年7月4日,“...

探路者号是什么时候访问火星的呢?
答:“探路者”号首访火星 格林尼治时间1997年7月4日17时07分(北京时间7月5日1时07分),美国“探路者”号火星探测飞船成功地在火星着陆。科学家们相信,终有一天人类登上火星将不仅仅是梦想,也许只有到那时,火星上的生命之谜才能最后找到答案。价值1.25亿美元的“探路者”经过长达7个月的4.97亿千米...

为什么发明火星探路者号?
答:1996年12月4日,“火星探路者号 ”探测器发射成功。7个多月后,它成功地把“索杰纳号”火星车送上了火星。这是人类送上火星的第一部火星车。截至目前,已经有超过30枚探测器到达过火星,它们对火星进行了详细的考察,并向地球发回了大量数据。但是,大约三分之二的探测器,特别是早期发射的探测器...

有火星探测器的国家有哪些?
答:1. 美国:美国的火星探测任务历史悠久,包括火星全球探勘者(Mars Global Surveyor)、火星探路者(Mars Pathfinder)、勇气号(Spirit)、机遇号(Opportunity)、好奇号(Curiosity)和毅力号(Perseverance)等任务。其中,毅力号是当前在火星表面运行的探测器。2. 俄罗斯:俄罗斯在火星探测方面也有多次尝试,...

火星探路者号的着陆过程
答:“火星探路者”飞船于1996年12月4日顺利启程,开始了近5亿公里的火星之行。经过整整7个月的飞行,它终于在7月4日逐渐靠近目的地。在飞临火星一定距离时,“火星探路者”飞船就开始巡航,做释放降落伞的准备。在火星上空5公里—11公里高度,携带气袋的巨大降落伞张开,然后急速飘然而下。300米高度时,...

美国火星探索史上还有哪些值得一提的探测器?
答:美国火星探索史上以下的探测器值得一提。一、“海盗1号”火星探测器“海盗1号”是有史以来首次在火星上实现了软着陆的探测器。“海盗1号”于一九七五年八月在美国卡纳维拉尔角的空军基地升空,开启了寻找未知火星生命之旅,并于一九七六年六月进入了火星轨道,一个月...

火星观察者、火星探路者、凤凰号、勇气号、旅行者号
答:火星探路者号 1997年7月4日,携带火星探路者的飞船进入火星大气层,由降落伞带着以每小时88.5公里的速度飘向火星表面,并在着陆前数秒钟打开9个巨大的保护气囊。17时07分火星探路者在火星降落,在密封气囊的保护下,经过一番弹跳翻滚之后,在火星表面停了下来。 着陆成功后,飞船打开外侧的3个电池板,重10公斤的6轮“...