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美国凤凰号 展开凤凰之眼挖掘红色行星

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浏览 次【字号 】 发布时间:2012-7-3 打印本页
 27日,据国外媒体报道,美国凤凰号探测器于美国东部时间5月25日19时53分(北京时间5月26日7时53分),成功登陆火星北极,寻找可能存在的水。 那么凤凰号将如何寻找水冰呢?

凤凰号的铲子

凤凰号的各部分

  已经成功着陆的凤凰号携带着一个像锄耕机的机械臂、一个微型化雪仪器和一个激光制导气象站等“行李”。加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室的“凤凰”号有效载荷负责人迈克尔·格罗斯说:“大部分设备是从其他任务遗留下来的。”那些为以前的任务研发的科技设备,如“火星勘测登陆器”(Mars Surveyor lander)和“火星极地登陆者”号探测器(Mars Polar Lander),被用来装备价值4.2亿美元的“凤凰”号。该任务通过挖掘火星地下土壤样本,揭开这颗行星上是否有水的秘密,以确定该区域曾经是否有原始生命存在。

  挖掘红色行星

  然而,格罗斯和其他工程师必须提醒说,“凤凰”号将要实施的新科学任务有新要求。他说:“我们将依靠2001年遗留下来的装备(‘火星勘测登陆器’),我们还得重新安排所有事情。现在的水平令人满意,但是遗留下来的东西也存在缺陷,你必须确保自己不会陷进去。”

  最初的机械臂缺少挖掘冰冻的火星冻土带的能力,因此工程师加固了它的结合部,并将机械臂的铝质材料换成钢。他们还用“冰土获取装置(Icy Soil Acquisition Device)取代了原来的铲子。这种冰土获取装置在挖掘松软的风化层土壤下像冰一样坚硬的土层方面具有几个小诀窍。”

  首先,这个长近8英尺(2.3米)的机械臂通过一种锄耕机动作,将松软区域的表层清除干净,让冰层裸露在外。然后用铲子前端的刀片切下一小片冰,不过真正挖掘冰样本时铲子后面需要有一个小钻。这个弹簧加压钻利用弹簧的压力,在地面上弹跳、旋转、摩擦冰土层。腕关节运动促使松动的冰样本进入小室,以便以后进行实验。

  图森市亚利桑那大学的“凤凰”号主要调查员彼得·史密斯说:“大约在1分钟内,它将采集的少量物质放入铲子或小室内。这种钻能进行2或3次挖掘工作。”格罗斯表示,机械臂底部还有平土铲,它能将没用的物质清除掉,以便继续切割冰层。这个机械臂能向下挖掘20英寸(0.5米),是有史以来在火星上挖掘的最大深度。

  火星实验

  一旦“凤凰”号获得所需样本,它将为火星上有史以来的第一个湿化学实验室作准备。显微、电子化学暨传导分析仪(MECA)让科学家能利用大小像茶杯的一次性烧杯对松软风化层土壤的酸性、矿物质和传导性进行分析,他们把土壤放进烧杯内,用水溶解,浸泡并搅动后进行研究。

  显微、电子化学暨传导分析仪还将利用能检测直径是一张纸的厚度的十亿分之一(或比一张纸薄1万倍,是火星上研究的最小尺寸) 的土粒的原子力显微镜。松软风化层内的粘土或其他物质迹象说明过去火星上存在水。另一个显微、电子化学暨传导分析仪能发现风化层土壤中残留的水分,确定土壤中的温度变化。热量和电导率探测器类似于一个锥形“钩爪”,确保机械臂能准确地在指定区域进行挖掘。

  格罗斯说:“科学家可以通过显微、电子化学暨传导分析仪获得的表层物质查找火星干燥环境下残留下来的水分。热量和逸出气分析仪(TEGA)将负责寻找土壤中残留的水分。”机械臂将把土壤和冰装进8个热量和逸出气分析仪烤箱内,每个烤箱与一个原子笔墨盒一样大。这种一次性烤箱慢慢将样本加热到1000摄氏度(1800华氏度),以便科学家研究和分析固体、液体和气体出现的任何变化。

  热量和逸出气分析仪还包含一个能发现加热气体的化学特征的新分光计。因为只有6个月时间,而且烤箱和烧杯数量有限,“凤凰”号研究员计划在选择用来试验的火星土壤和冰时要格外小心。史密斯说:“这被称作协商。我们将找一间房子进行商议。如果结果符合我们的要求,我们将做出最终决定。”

  “凤凰”号的大部分新技术是为气象站(MET)准备的,该站将向火星大气发射强大的激光脉冲,脉冲遇到尘埃和冰粒子将被反弹回来。反弹回来的脉冲将提供有关大气粒子的信息。格罗斯表示,老技术和新设备结合,需要大量“系统工程学,才能确保一切顺利进行。”但是来自美国、加拿大和德国的一些令人引以为荣的国际遗留下来的设备将在“凤凰” 号降落之后,帮助它发现土壤样本。格罗斯说:“‘凤凰’号降落并不意味着结束。”

“凤凰”7件“武器”

据新华社电“凤凰”探测器携带了7件“武器”,以在火星北极域探寻适宜生命存在环境。

一、机械挖掘臂。它长达2.35米,可以挖到火星地表之下半米深的土壤,并将样本递送到两台分析仪器中。

二、机械臂照相机。它安装在机械臂末端的挖掘铲上,可以拍摄土壤以及土壤中冰的特写图像。

三、热量和释出气体分析仪。

四、显微镜以及电化学和传导性分析仪。

五、立体成像仪。该仪器被美国宇航局称为“凤凰之眼”。立体成像仪距火星地面约两米,能拍下周围环境的高清全景图,还能朝天拍下火星大气图像。

六、气象仪。可以监测火星大气层的尘埃、温度等变化。

七、火星降落成像仪。拍摄火星着陆位置的地质情况。

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