毅力号安全降落在火星上

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在经过203天穿越4亿7千万公里的旅程后,由NASA发射的毅力号火星探测车在2021年2月19日上午04:55成功登陆火星。

毅力号登陆过程,短短7分钟由5.4公里/秒的速度平稳着陆(点选图片将可放大观赏),图片来源NASA/JPL。
毅力号登陆过程,短短7分钟由5.4公里/秒的速度平稳着陆(点选图片将可放大观赏),图片来源NASA/JPL。

  在危险7分钟的降落过程后,毅力号成功穿越火星的稀薄大气抵达耶泽罗陨石坑(Jezero crater)。利用空气动力防护罩、降落伞、地形比对导航和火箭,探测车由火星大气(离地150公里)5.4公里/秒的速度和缓的降落在火星表面,并在过程中蒐集火星大气数据。

  由于探测车着陆处目前没有正对地球,毅力号首先传送讯号给NASA位于火星上空的侦察轨道卫星(Mars Reconnaissance Orbiter),再透过在西班牙的深空探测网(Deep Space Network)的电波天线接收,转发给在加州的JPL的控制中心的科学家和工程师。由于火星距离2.05亿公里约需11分钟才能收到讯号,因此降落7分钟的过程中毅力号必须自行完成进入火星大气、减速和着陆。借由比对即时影像和事先存取的地图来导航,毅力号成功在拥有峭壁、沙丘和巨砾的耶泽罗陨石坑(至今最具挑战性的着陆点)降落。

毅力号登陆后传回的第一批照片。这是透过红色滤镜拍摄的影像(图片来源NASA/JPL)。
毅力号登陆后传回的第一批照片。这是透过红色滤镜拍摄的影像(图片来源NASA/JPL)。

  毅力号这个约汽车大小1,026公斤重的机器地质和天文生物学家,在进行数周的测试后,将展开为期2年的耶泽罗陨石坑探测。任务最重要部分是寻找古代微生物的迹象,并研究湖底和三角洲的岩石和沉积物以了解过去的地质和气候。毅力号将蒐集可能有生命痕迹的岩石样本,并在未来的任务中带回地球分析。

  耶泽罗陨石坑位于火星赤道北方,邻近巨大撞击盆地——伊希斯平原(Isidis Planitia)的西侧。火星的轨道卫星于此发现在有水环境下生成的黏土矿物。科学家认为35亿年前,此处曾经充满水并拥有河流和冲积三角洲。

毅力号

  毅力号头部有一对Mastcam-Z的变焦相机,可提供高解析度、彩色3D的火星全景图。Super Camu将使用雷射脉冲来研究岩石和沉积物的化学组成,并配备麦克风帮助科学家了解岩石的性质和硬度。

  在机械手臂的末端,PIXL和SHERLOC将近距离蒐集火星地质数据。PIXL将使用X光来研究岩石化学组成。SHERLOC是和之前探测车较不同的仪器,它是紫外线雷射和光谱仪,将研究岩石表面来寻找生命基石相关的矿物或有机分子。机械手臂也将钻取岩石样本,并封存在食指大小的特殊试管中,以便将来的任务取回地球分析。

  毅力号底盘有三个仪器。RIMFAX是透地雷达,用来研究不同的表面随时间的形成,为将来寻找地下水冰层做准备。同样为未来探测火星做准备的还有MOXIE,将从火星稀薄且95%二氧化碳的大气中制造氧气。而MEDA在头部和底盘都有感测器,将提供火星的天气和沙尘随季节变迁的重要讯息。位于毅力号腹部的机智号直升机同样受到瞩目,它将利用太阳能充电,并在机智号控制下于火星稀薄大气中尝试飞行。因主要目标是成功飞行,机智号仅携带相机,成功的话将为火星增加空中的视角。在未来也可当作侦查员或是帮基地外的太空人运送物品。机智号测试完成后,毅力号将认真寻找古代微生物生命的证据。(编译/台北天文馆陈姝蓉)

资料来源:Sky & Telescope

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