毅力号火星车上的探测技术(附最新火星照片)

2021-02-20 12:07:15 来源:EETOP

作为送往火星的第五辆火星车,毅力号配备了一整套新技术来寻找地外微生物。

毅力号渲染图,大致相当于一辆SUV的大小

利用一套相机、X射线、激光成像和新的着陆设备,漫游车将完成探索杰泽罗火山口的任务,这是一个35亿年前的湖泊遗址,以寻找生物特征。

迄今为止最精确的着陆

在坚持不懈实现的众多技术成就中,NASA对其所谓的“迄今为止最精确的着陆”感到特别兴奋。为了实现精确着陆,同时在具有挑战性的地形上漫游,NASA引入了名为 "距离触发技术 "和 "地形相对导航 "的新着陆技术。

与之前的探测器着陆时尽可能早地释放降落伞相比,距离触发技术根据毅力号相对于目标的位置来部署探测器的降落伞——如果预测到过冲,则提前释放降落伞,如果预测到欠冲,则稍后释放。

毅力号登陆将依靠AI和计算机视觉来实现“迄今为止最精确的着陆”

在利用测距触发技术部署降落伞后,漫游车随后将依靠地形相对导航。这一应用利用了人工智能和计算机视觉对其下方的地形进行导航决策。

在下降的过程中,漫游车将使用类似激光雷达(LiDAR)技术的方法,创建其着陆地点的地图。然后,当流动站接近地面时,它将为地面拍照,并将其看到的内容与地图进行比较匹配。然后,漫游车将搜索另一张机载安全着陆区地图,使其能够调整方向,在尽可能安全的区域着陆。

搜索生命信号

一旦漫游车成功着陆,它将开始使用一套传感器,包括Mastcam-Z(顾名思义,位于桅杆顶部)搜索生物特征,其中包括高精度变焦技术。桅杆上的第二个传感器 "超级摄像头 "可以向感兴趣的目标发射激光,并产生一个小的等离子体云,科学家随后可以对其进行分析,以识别目标的化学成分。

桅杆上装有两个Mastcam-Z传感器。图片由NASA提供

漫游车手臂的末端有两个仪器:PIXL和SHERLOC。X射线岩石化学行星仪器(PIXL)使用X射线束来确定前世的化学迹象。扫描可居住环境的拉曼&发光有机物和化学品(SHERLOC),然后向目标发射激光,以评估有机矿物和分子的浓度,可能存在于以前的水环境。

结合这些发现,PIXL和SHERLOC可以创建一张精确的火星矿物、分子和元素地图。

火星气候探测工具

除了新的着陆和化学识别技术,“毅力号”还将引入新的机载设备,为探测器应对火星的恶劣环境做准备。

其中一项令人感兴趣的技术叫做MOXIE(火星氧气原位资源利用实验),这是一种将火星大气中的二氧化碳转化为氧气的仪器。与此同时,漫游车还配备了探地雷达、激光显微成像仪、紫外光谱仪和多部摄像机。

MOXIE被放置到漫游车中。图片由NASA提供

根据NASA的情况介绍,通过测量火星车所经历的热量和压力,工程师将深入了解火星大气。具体来说,火星环境动态分析仪(MEDA)可以通过测量风速和风向、大气压力、温度、灰尘大小和湿度的传感器来完成这一任务。火星车还将包括一个 "先进的传感器套件",其中包括温度传感器、压力传感器和一个气象站。

最后,探地雷达(RIMFAX)是一种穿透地面的雷达,可为火星表面以下的地质结构创建详细的厘米级图像。

寻找远古生命

毅力号的一个内在挑战是将样本带回地球进行更多研究。JPL的火星样本返回任务的项目经理Bobby Braun解释说:"要明确证明火星上曾经存在过微生物生命,所需的仪器过于庞大和复杂,无法带到火星上。"

为了解决这一局限性,NASA正与欧洲航天局合作进行后续任务,收集任何感兴趣的样本,并将其带回地球进行分析。

这次任务说明了太空探索不仅为人类提供了最令人印象深刻的成就(既将人送上月球,又派遣探测器探索遥远的星球),还将地面技术推向了新的高度。当今在许多领域,从计算到无线通信到成像技术等,这些都是得益于太空探索努力所带来的技术进步。

原文链接:

allaboutcircuits.com/ne

附:毅力号最新火星照片

今日,毅力号火星车官推发布了更多其登陆火星时的照片。

▲ 毅力号火星车着陆时由上方的天空起重机拍摄的照片
▲ 卫星拍摄的毅力号着陆照片
▲ 毅力号已着陆
▲ 毅力号已着陆
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