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祝融巡视,两器合影,天问一号会开展哪些科学探测?_足球免费推介(www.zq68.vip)

admin2021-10-1093

足球免费推介

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出品:科普中国

制作:haibaraemily

监制:中国科学院盘算机网络信息中央

2021年5月22日10:40,天问一号着陆后的第7天,我国首个火星车“祝融号”徐徐驶离着陆平台,踏上火星乌托邦平原外面,行驶了0.522米。

△着陆平台与火星车星散示意图(上);祝融号驶离着陆平台之前和之后的场景(下),由火星车的前后避障相机拍摄。泉源:航天科技团体

这短短一小段旅程,标志着我国正式成为继美国之后第二个实现火星巡视的国家(详见:天问一号,着陆火星!

https://mp.weixin.qq.com/s/I7BbwzE6t-Bp65gSA6Oj1w),也标志着天问一号成为人类首个在一次义务中实现“绕、着、巡”三大目的的火星探测义务

开胃小菜之后,2021年6月11日,国家航天局宣布了祝融号火星车拍摄的一系列“火星大片”,其中不仅有火星车拍摄的着陆平台:

△火星车在着陆平台东偏南60°偏向约6米距离处拍摄(注重国旗左侧的熊猫和灯笼,谁人是2022年北京冬奥会和冬残奥会祥瑞物)。泉源:CNSA

另有最具里程碑意义的“着巡两器合影”――火星车通过自己车底星散出的相机,拍摄了自己和着陆平台的同框照。再一次,中国航天缔造了属于自己的地外星球探索史诗时刻

△火星车行驶至着陆平台南向约10米处,从车底释放星散相机,摆好拍摄位置之后再回到着陆平台旁边。星散相机拍摄的照片先传给火星车,再由火星车传给天问一号围绕器,由围绕器中继传回地球。泉源:CNSA

上一次,是2019年1月11日,玉兔二号月球车与嫦娥四号着陆器的两器互拍,月球车的全景相机拍摄了嫦娥四号着陆器,着陆器的地形地貌相机拍摄了月球车。

△嫦娥四号着陆器和月球车互拍。泉源:中国探月工程

上上一次,是2013年12月15日,玉兔号月球车与嫦娥三号着陆器的两器互拍。

△嫦娥三号着陆器和月球车互拍。泉源:中国探月工程

相比于曾经的两器互拍,这次的两器合影解锁了新机位,也加倍有创意,可以说是越来越会 *** 啦~

事实上,玉兔二号月球车至今还在月球上康健事情着,这也意味着我国是当今天下唯逐一个同时在两颗地外星球上拥有事情中的巡视器的国家

中国深空探测史上的新时代,已然开启。

从踏上火星外面的那一刻,祝融号就正式最先了火星巡视探测,而在火星上空航行的天问一号围绕器,也会在为火星车中继数据之余开展火星遥感探测。

它们会开展哪些科学探测,会有哪些科学发现,是由它们携带的科学探测仪器决议的。

在前几期先容了天问一号的准备事情、发射和着陆之后,这期将周全先容一下天问一号和祝融号带了哪些“装备”(科学仪器),以及它们的科学探测目的。(前情提要:2月到火星,5月才准备着陆,天问一号到底在“墨迹”啥?、天问一号,着陆火星!https://mp.weixin.qq.com/s/cBGtGJ7A7FLquQgt8qaDCA,本期内容对照多,人人可以珍藏了逐步看,或者按小题目跳过一些,挑自己感兴趣的部门看)

△天问一号整体形状。泉源:航天科技团体

整体

天问一号总重约5吨,由围绕器着陆巡视组合体两部门组成,着陆巡视组合体包罗着陆平台火星车祝融号两部门,两者都打包装在气动外罩内。围绕重视约3175千克,着陆重视约1585千克,火星车祝融号重约240千克。

防止有些读者看晕,这里再多说一句:围绕器、着陆平台和火星车,都是天问一号的成员,只是“天问一号的火星车”这个成员自己还另外有个名字叫“祝融号”,就像“嫦娥四号的中继星”另外有个名字叫“鹊桥号”,“嫦娥四号的月球车”另外有个名字叫“玉兔二号”一样。

△天问一号的各部门。泉源:CNSA

天问一号的气动外罩和着陆平台只认真进入火星大气层、下降和着陆(EDL),没有携带科学仪器。围绕器携带7种科学仪器。火星车携带6种科学仪器 [1, 2]。

△天问一号围绕器和火星车的科学载荷。泉源: 参考文献 [1, 2]

注重,这里说的都是“科学”仪器,事实上探测器还会携带诸多工程仪器,例如避障相机、监视相机、星敏感器、惯导装置等等。开头火星车驶离着陆平台的照片,就是工程仪器(避障相机)拍摄的。

火星车设计开展约90个火星日的巡视探测,在此时代,围绕器会停留在通讯中继轨道(近火点265公里、远火点12500公里,周期约8.2个小时),为火星车和地球转达信息和数据。

之后,围绕器会降轨至科学探测轨道(近火点265公里、远火点12000公里),设计在这个轨道上对火星全球睁开1个火星年(约2个地球年)的近距离遥感探测,同时可以兼顾火星车的数据通讯。

△天问一号的义务放置。改编自:参考文献 [3]

围绕器的科学仪器

围绕器共携带了7种科学仪器:中分辨率相机(MoRIC)、高分辨率相机(HiRIC)、矿物光谱剖析仪(MMS)、次表层探测雷达(MOSIR)、磁强计(MOMAG)、离子与中性粒子剖析仪(MINPA)和能量粒子剖析仪(MEPA)。

△天问一号围绕器的组成和仪器。泉源:WLR2678

中分辨率相机(MoRIC)和 高分辨率相机(HiRIC)

天问一号围绕器共携带了两个光学相机: 中分辨率相机(优于100米/像素@400千米高度)和 高分辨率相机(局部门辨率优于0.5米/像素@265千米高度),中分辨率相机可以拍摄彩色照片,高分辨率相机可以拍摄全色(是非)和彩色照片。

△天问一号围绕器的中分辨率相机(左)和高分辨率相机(右)泉源:参考文献 [2]

光学相机是诸多深空探测器的标配,我们看到的许多火星美图,都是火星勘察轨道航行器(MRO)、火星快车、火星全球探勘者号(MGS)等探测器的相机拍摄的。

△现有火星探测器光学相机代表。泉源:NASA、ESA

天问一号围绕器搭载了两种差异分辨率的相机,这是现在海内外围绕器所常用的设置方式。由于对围绕器来说,拍摄更高清的照片和一次性拍摄更大一片区域难以同时知足:分辨率高的相机视野小,分辨率低的相机视野大。以天问一号为例,围绕器的中分辨率相机一张照片可以拍到400千米宽的区域,而高分辨率相机一张照片只能拍出9千米宽的区域。(这个问题我们前几期详细讲过《2月到火星,5月才准备着陆,天问一号到底在“墨迹”啥?》

https://mp.weixin.qq.com/s/cBGtGJ7A7FLquQgt8qaDCA)

△天问一号围绕器光学相机参数。泉源:参考文献 [1, 2]

通用的解决方式就是探测器同时携带两个差异分辨率的相机一起事情:用中分辨率相机来快速获得大视野内的整体情形,寻找值得进一步仔细探测的区域;用高分辨率相机专注于拍摄某一小块想要重点观察区域的细节。

△火星勘察轨道航行器中分辨率(CTX)和高分辨率(HiRISE)相机图幅和分辨率对比。泉源:行星事务所/haibaraemily

现在火星摄影的主力探测器之一火星勘察轨道航行器(MRO)就是采样用了这种双分辨率相机协同事情的设置:中分辨率相机(CTX)分辨率6米/像素,图幅30千米宽,高分辨率相机(HiRISE)分辨率0.3-0.5米/像素,图幅6千米宽(@ 300千米高)――后者也是天问一号之前唯一能拍摄优于米级分辨率火星影像的相机。

△MRO的CTX和HiRISE相机。泉源: NASA

不止火星探测器,赫赫著名的月球勘察轨道航行器(LRO)的宽角(WAC)和窄角(NAC)相机、卡西尼号的宽角(WAC)和窄角(NAC)相机均接纳类似的战略。

△双分辨率相机协同事情的模式。泉源:NASA

这是天问一号围绕器中分辨率相机拍摄的火星北极区域。

△2021年3月4日宣布。泉源:CNSA

这是天问一号围绕器高分辨率相机拍摄的火星外面,分辨率达0.7米/像素(@ 330-350千米高度),与现在最高清的HiRISE相机分辨率达统一量级

△2021年3月4日宣布,拍摄区域距祝融号着陆点约30千米,可以看出大量地形地貌细节 。泉源: CNSA

围绕器的高分相机还拍到了着陆平台、祝融号火星车和着陆组件在火星上的照片,几米巨细的组件也能一览无余。

△2021年6月7日宣布的天问一号着陆前后对比图,可以看到祝融号火星车、着陆平台和其他着陆组件对着陆区的影响。泉源:CNSA

由于高分辨率相机的图幅限制,现在火星优于米级的高分辨率影像笼罩的区域还异常有限。天问一号高分辨率相机的加入,有望让我们看到火星更多区域的高清照片。

火星矿物光谱剖析仪(MMS)

“光谱”探测是一种常用的遥感探测手段。差异物质反射/辐射光的特征是差其余,效果就是含有某种物质的反射/辐射光谱图像在某些特定的波段会显示出显著的吸收/辐射带。这是科学家们在不能亲自前往的外太空里寻找某种物质时征采的“指纹”。

无论是围绕器搭载的光谱仪照样巡视器(火星车)搭载的光谱仪,本质来说都是通过观察目的区域反射/辐射光谱中的特征,来探测星球外面含有哪些矿物,漫衍是什么样的――区别只是差异光谱仪的探测频段和分辨率有所差异,可能探测到的物质因素也就响应有所差异。

△天问一号围绕器矿物光谱仪参数和形状。泉源:参考文献 [1, 2]

天问一号围绕器携带的矿物光谱仪探测频段在可见光到中红外局限(0.45-3.4 μm),这个波段的光谱仪在火星围绕器上也对照常见,例如火星快车上搭载的OMEGA成像光谱仪(0.5 - 5.2 μm)、火星勘察轨道航行器(MRO)搭载的CRISM成像光谱仪(0.36 - 3.92 μm)也都笼罩了相似的波段局限。

△OMEGA光谱仪( 左)和CRISM光谱仪(右)的事情原理示意。泉源:ESA、NASA

这个波段内可能探测到多种形式的水以及与水有关的矿物,例如:诸多水合矿物(富铁、镁、铝的层状硅酸盐等)的反射光谱在1.4、1.9、2.2、2.3、2.4 μm处有有V型特征吸收带;水冰的反射光谱在1.3、1.5、2.0和3.2 μm处有V型特征吸收带,之前先容过的科学家们在火星中纬区域发现的水冰(《科学》杂志||未来的火星移民:凿冰饮水,指日可待?

https://mp.weixin.qq.com/s/eKAV84awZh6YQIZPGYJ-xg),在月球南北极发现的水冰(实锤了,我们的月球真的是颗“水冰月”!https://mp.weixin.qq.com/s/JTd70YI2CYcK7heNSeYp3A),都是借助这种光谱特征发现的。固然,其他在这一局限内有吸收特征的物质也有可能被探测到。

△火星勘察轨道航行器(MRO)搭载的光谱仪CRISM在火星中纬区域地表之下发现水冰的“指纹”(1.65 μm处的尖峰是仪器问题)。改编自:参考文献 [4]

这是OMEGA成像光谱仪和CRISM成像光谱仪在火星外面探测到的水合矿物漫衍,天问一号也可能探测到这类矿物。这些矿物的含量和漫衍可以辅助我们追溯火星的地质演化历史和水环境变迁。

△OMEGA光谱仪(蓝点)、CRISM光谱仪(红点)和两者团结(黄点)探测到的火星外面水合矿物漫衍。泉源:参考文献 [5]

次表层探测雷达(MOSIR)

差异物质的介电常数(可以简朴明白为让电磁波衰减的能力)差异,因此探测器收到的从差异物质分界面反射回来的电磁波的时间和强度就会差异。次表层雷达的探测原理就是通过发射和吸收电磁波信号,借助丈量到的雷达信号吸收时间和反射强度,反推这些雷达信号穿过了哪些差其余物质,每层物质有多厚。

对火星来说,次表层雷达尤其可以用来探测地表下的水冰层、冰层下的液态水这类有着迥异介电常数的物质分层,也在已往2艘火星围绕器上有过乐成的应用:火星快车号的雷达MARSIS和火星勘察轨道航行器(MRO)的雷达SHARAD都取得过主要科学功效。

△火星快车号三根睁开20米长的雷达天线(左);火星勘察轨道航行器的两根10米雷达天线(右)。泉源: ESA、NASA

我们2018年先容过的火星南极冰层之下发现的疑似液态水湖,就是借助火星快车号搭载的次表层雷达发现的(这一次,我们在火星找到了冰下湖?

https://mp.weixin.qq.com/s/Pl7jNjdroXJ92SuMtM1VNw)。

△测地雷达探测浅表层结构(此处是冰层下的液态水)的原理示意图。

改编自:参考文献 [6]

天问一号的围绕器的次表层雷达共包罗5根天线:4根5米长的主天线安装在航行偏向的底部,组成两组正交偶极天线组;1根1.2米长的单级甚低频吸收天线(VLF)位于航行个偏向的侧边 [7]。4根雷达天线的正交漫衍方式与已有的火星快车号MARSIS雷达和火星勘察轨道航行器(MRO)的SHARAD雷达都差异。甚低频射电吸收天线(VLF)虽然和雷达天线一体化设计,但主要服务于与后面讲到的火星磁强计、火星离子与中性粒子剖析仪、火星能量粒子剖析仪一同探测火星的空间环境。

△天问一号围绕器上雷达天线的漫衍:底端2根Y向天线(Y ANT)和2根X向天线(X ANT)大致垂直,Z向的甚低频天线(VLF ANT)位于航行姿态的侧边。泉源:参考文献 [7]

天问一号围绕器上的次表层雷达主要探测目的也是与火星生命有关的水冰和液态水漫衍,相比于祝融号火星车上的次表层雷达,围绕器雷达的探测深度较深,可达土壤100米,冰层1000米深

△天问一号围绕器次表层雷达形状和参数 | 参考文献 [7]

天问一号次表层雷达探测到的功效可能以什么样的方式出现?当探测到地下有“异常”区域时,雷达图像中会显示为“亮线”。次表层雷达剖面图里的亮暗体现的是回波信号的强弱,并不是现实的地下剖面照片,即分界面的亮线对应着雷达反射强度较高的区域。

△金星快车号次表层雷达探测到的火星南极层状聚积层结构,双程脉冲走时是雷达信号从发出到吸收的时间(往返)。改编自:参考文献 [8]

火星磁强计(MOMAG)、离子与中性粒子剖析仪(MINPA)和能量粒子剖析仪(MEPA)

天问一号围绕器的这三个仪器主要探测目的都是火星的空间环境,包罗火星的周围的磁场、诱导磁层、太阳风与火星高层大气/电离层之间的相互作用等方面。

火星没有地球、水星那样内部自觉的偶极磁场(专业点叫“内禀磁场”),但火星有大气层和电离层。电离层与太阳风的相互作用作育了火星现在的空间环境;再加上火星的壳层另有一些纰谬称漫衍的剩磁,这让太阳风与火星的相互作用变得加倍庞大了一点。

△太阳风与火星相互作用示意图。泉源:参考文献 [9]

通过对差异空间位置处的火星磁场、离子与中性粒子、能量粒子等方面的探测,可以辅助我们领会火星内部结构和磁场的演化、太阳风与火星高层大气/电离层之间的相互作用、火星大气的闲逸变迁等诸多谜团

已经退役的NASA火星全球探勘者号(MGS),曾对火星壳层的剩磁漫衍做过全球考察。而现在和天问一号为伴、同样致力于探讨这些谜团的在轨探测器,另有火星快车号、火星奥德赛号和MAVEN探测器。不外这些探测器的探测轨道差异,携带的探测仪器也有一定差异,差异轨道的多个探测器功效可以互为验证和弥补。例如MAVEN的事情轨道在近火点约150公里,远火点在约4500-6000公里高度,而天问一号设计的科学探测轨道(近火点265公里、远火点12000公里)距离火星更远一些。

△MAVEN的探测轨道示意图。泉源:NASA/GSFC

天问一号围绕器的磁强计整体为伸杆式,两个磁通门探头安装在一根3米长的伸杆上。伸杆的作用是让探头远离探测器主体,减小探测器本底剩磁对探头想要探测的空间磁场的影响。

△天问一号围绕器磁强计伸杆压紧状态(左)和地面睁开试验(右)泉源:中国科学手艺大学 磁强计参数(下)。泉源:参考文献 [1, 2]

这种设计与NASA的水手4号、欧空局的金星快车号义务搭载的磁强计相似,与之差其余另一种常见设计是直接把探头安装在两侧太阳能板边缘,这样也能让探头远离探测器主体,例如火星全球探勘者号(MGS)和MAVEN的磁强计。

△金星快车号磁强计(上)泉源:ESA;火星全球探勘者号(MGS)和MAVEN的磁强计位置(下)。泉源:NASA

值得一提的是,这是我国首次在深空探测义务里搭载磁强计,之前的嫦娥系列探测器均没有搭载过磁强计。

离子与中性粒子剖析仪(MINPA)和能量粒子剖析仪(MEPA)认真探测火星周围的种种低能和高能粒子(低能离子、低能中性粒子、电子、质子、α粒子、重离子)。

△离子与中性粒子剖析仪(MINPA)和能量粒子剖析仪(MEPA)的形状和参数。泉源:参考文献 [1, 2]

两种仪器与围绕器上的磁强计、甚低频射电吸收装备携手,可以获取火星周围多种粒子的空间漫衍,辅助我们周全系统地研究火星高层大气、电离层及其与太阳风的相互作用,展现火星空间环境转变特征与演化纪律

祝融号火星车的科学仪器

祝融号火星车重240公斤,完全睁开时长2.6米、宽3米、高1.85米。祝融号共携带了6种科学仪器:导航与地形相机(NaTeCam)、多光谱相机(MSCam)、火星外面因素探测仪(MarSCoDe)、次表层雷达(RoPeR)、火星外面磁场探测仪(RoMAG)和火星气象站(MCS)。

△祝融号火星车科学仪器位置v3.1全新版本。泉源:参考文献 [2]

导航与地形相机(NaTeCam)

祝融号的一对导航与地形相机位于火星车桅杆顶端,就像火星车的“双眼”,可以拍摄沿途火星外面的彩色立体照片,探测火星的地形升沉,同时为火星车的导航提供支持。

△祝融号导航与地形相机的参数和形状。泉源:参考文献 [1, 2]、CNSA

在桅杆顶端设置导航与地形相机,险些是现在火星车的标配。勇气、时机、好奇号火星车均接纳了在桅杆顶端配备1对用于导航的导航相机和1-2对用于考察地形的桅杆相机/全景相机,天问一号的导航与地形相机也肩负了相同的使命。

△火星车安装在桅杆上的相机对比。泉源: haibaraemily、NASA

这是祝融号还没从着陆平台上下来的时刻,导航与地形相机的360度环摄影,拍到了火星车自己、着陆平台的滑轨、以及着陆区周围的火星景致。

△着陆点全景图。泉源:CNSA

在接下来的火星旅程中,导航与地形相时机成为祝融号的“旅拍”主力,给我们带泉源源不停的火星新景物。

△2015年4月10-11日,好奇号火星车桅杆相机拍摄的火星景致,祝融号的导航与地形相机在旅途中也会不停拍摄种种火星景致。泉源:NASA/JPL-Caltech/MSSS/PIA19803

多光谱相机(MSCam)和外面因素探测仪(MarSCoDe)

祝融号的多光谱相机和外面因素探测仪都认真探测和剖析火星外面的岩石类型、矿物因素。

△祝融号多光谱相机的参数和形状。泉源:参考文献 [1, 2]

同导航与地形相机一样,祝融号的多光谱相机也安装在桅杆顶部,可以拍摄火星车沿途多个牢靠波段下的影像。多光谱相机和前面说到的光谱仪有相似之处,主要原理都是行使“光谱”这种“指纹”来探知差异因素物质的漫衍。只不外,光谱仪纷歧定成像(能成像的光谱仪也叫“成像光谱仪”),而多光谱相机/成像光谱仪会拍摄影像,这可以大大提升光谱数据的空间分辨率,相当于能快速获得一大块面积里某种矿物因素的空间漫衍。

多光谱相机和高光谱相机的主要区别在于成像谱段的数目和宽窄:行使滤光装备,多光谱相机通常只会在想要探测的波段局限内选取3-10个谱段举行成像,而高光谱相机则会有许许多多谱段,一定水平上来说和成像光谱仪是差不多的――前面说到的OMEGA成像光谱仪和CRISM成像光谱仪本质上就是高光谱相机。

△多光谱成像(左);高光谱成像(右)。改编自:参考文献 [10]

但另一方面,多光谱相机只会在牢靠几个光谱频段拍摄影像,这会损失一定的光谱分辨率,因此主要用于探测几种牢靠的目的矿物。

典型的例子是日本月亮女神号(Kaguya)月球探测器的多光谱相机(MI),共有九个成像谱段:415, 750, 900, 950, 1001 nm(紫外可见光波段)和1000, 1050, 1250, 1550 nm(近红外波段),主要用于探测月球上斜长石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和氧化铁这几种矿物的漫衍。

△月亮女神号多光谱相机获取的月球氧化铁的质量漫衍。泉源:Quickmap/MI

祝融号的多光谱相机共有9个成像谱段:480、525、650、700、800、900、950、1000 nm和全色波段,涵盖可见光到近红外波段局限。与之探测相似波段局限的勇气号、时机号火星车全景相机(PanCam,400 - 1100 nm内多个谱段),主要用于探测火星外面的铁氧化物、含铁硅酸盐等与火星水环境和地质演化慎密相关的矿物。

△勇气号、时机号火星车全景相机(PanCam)形状(左)和可能探测到的含铁矿物示例(右)。泉源:NASA、参考文献 [11]

祝融号的外面因素探测仪包罗两种仪器:激光诱导击穿光谱探测仪(LIBS)短波红外光谱探测仪。短波红外光谱仪没啥新鲜的,前面都说了好几种光谱仪了,只是这个光谱仪的探测波段在短波红外波段(0.85-2.4 μm),与火星车上的多光谱相机波段有所差异,可以互为弥补。

另一项激光诱导击穿光谱仪(LIBS)就加倍炫酷了:通过向目的物发射高能激光脉冲,探测烧蚀引发出的等离子体冷却历程中的特征发射光谱,进而远程探测出目的物的元素因素组成信息。简朴来说,这是一个“那里不懂点那里”的“激光炮”

△祝融号多光谱相机的参数、形状和位置。泉源:参考文献 [1, 2]、CNSA

祝融号的LIBS能探测出目的物中包罗硅、铝、铁、镁、钙、钠、氧、碳、氢、锰、钛、硫在内的十多种元素,这也是我国第一次将该手艺用于深空探测。在此之前,NASA好奇号的化学相机(ChemCam)、毅力号的超级相机(SuperCam)都在火星验证过这项“高能”手艺的科学价值。

△好奇号化学相机(ChemCam)事情示意图(左);化学相机的LIBS探测前后对比,可见激光烧蚀痕迹(右);2012年8月19日,好奇号化学相机在首个目的中探测到的化学因素,这块拳头巨细的石头被取名为“Coronation”(下)。泉源:NASA/JPL-Caltech

次表层探测雷达(RoPeR)

火星车的次表层雷达基本原理与围绕器搭载的次表层雷达相似,也是通过自动发射和吸收电磁波信号来探测火星车沿途地下的浅表层结构,例如风化层厚度、溅射物层、水冰漫衍等。

△次表层雷达的事情原理.泉源:中科院电子所

相比于天问一号围绕器的次表层雷达(探测深度为土壤≥100米,水冰≥1000米),祝融号火星车次表层雷达的电磁波频率更高,可以以更高的分辨率细腻探测火星车沿途地下更浅表层的结构(土壤≥3-10米,水冰≥10-100米)。

△祝融号次表层雷达的参数和形状。泉源:参考文献 [2]

与玉兔号、玉兔二号的测月雷达相似,祝融号也搭载了2个差异频率的次表层雷达,高频雷达探测浅部,低频雷达探测深部,这样可以兼顾探测深度和探测分辨率。(详见:兔二醒来,两器互拍!真正的探险才刚刚最先!

https://mp.weixin.qq.com/s/O9aW4DTOfPvTWCqoTeSdOA)区别是两艘玉兔号的崎岖频次表层雷达划分安装在月球车的底部和后部,祝融号的崎岖频次表层雷达均安装在火星车前部。

△祝融号的和玉兔号的次表层雷达位置。泉源:haibaraemily、CNSA

除了祝融号和天问一号的围绕器,同期发射的NASA的毅力号火星车也携带了次表层雷达(RIMFAX),而在此之前,还没有火星着陆器或火星车携带过次表层雷达,这也让本次两辆火星车雷达的探测功效尤为令人期待。

△毅力号和天问一号围绕器的次表层雷达。泉源:NASA、CNSA

综合剖析多个雷达的探测数据,可以辅助我们领会火星上差异区域、差异深度的次表层结构。

火星外面磁场探测仪(RoMAG)

祝融号火星车携带了2个相同的三轴磁通门探头(磁强计传感器),划分安装在桅杆的顶端和底端,认真探测火星近地表的磁场强度。这也是首个火星外面可移动的磁场探测仪器

△祝融号次表层雷达的参数、位置、传感器的结构和封装后的外观。泉源:参考文献 [2, 12, 13]

前面说过,之前的火星围绕器早就远远探知火星的壳层另有一些剩磁。这些剩磁是若何形成和演化的,可能与火星的内部结构和演化有关,但之前还没有火星车贴近火星外面直接丈量偏激星壳层磁场。祝融号的直接丈量效果既能辅助我们领会火星壳层剩磁的信息,也能与天问一号围绕器携带的磁强计探测效果相连系,辅助我们更周全地领会太阳风与火星高层大气/电离层的相互作用。

△火星全球探勘者号(MGS)在400公里高处获取的火星壳层磁场漫衍,火星剩磁有着显著的南北纰谬称性,主要漫衍在南半球。泉源:参考文献 [14]

火星气象站(MCS)

祝融号在火星车的桅杆顶部和甲板前端两处安装了风、声传感器温、压传感器,使之成为了一个可移动的火星气象站,可以耐久观察火星车周围的气温、气压、风速、风向和声音信息。火星气象站积累的这些气象参数,可以辅助我们我们领会火星现在的气象状态,追溯火星的天气转变历史。

△祝融号的火星气象站参数、形状和位置。泉源:参考文献 [1, 2]

火星气象站是火星着陆义务的常备组件,现在正在火星外面事情的好奇号火星车、洞察号着陆器、毅力号火星车都在耐久纪录和播报着所在地的气象数据。随着祝融号的加入,火星气象网自此又新增了一个移动气象站点呢~

△现在正在事情中的三个火星移动/牢靠气象站。泉源:NASA [15]

总的来说,天问一号设计对火星开展的科学探测涉及到火星的方方面面,外至火星的空间环境、火星外面,内至火星的次表层、水冰和液态水漫衍、物理场和内部结构,围绕器+火星车这13种科学仪器都可以“一网打尽”。

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值得一提的是,90个火星日是祝融号的设计寿命,但并不意味着现实事情时长的上限。若是火星车能保持供电、保暖、行驶、通讯和康健事情,那现实事情的寿命完全可能很长。事实上,同样使用太阳能供电的勇气、时机号火星车设计寿命也是90个火星日,但两辆火星车现实划分事情了5年和14年。

天问一号围绕器更是云云,完全可能远超1个火星年(也就是约2个地球年)的设计寿命,长恒久久地围绕着火星事情着,源源不停地为我们带来新的科学发现。

让我们一起期待和见证吧。

致谢

本文谢谢Planetary Utopia群友们对本文提升所做的辅助~

参考资料:

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[15] https://mars.nasa.gov/msl/weather/https://mars.nasa.gov/insight/weather/

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网友评论

4条评论
  • 2021-08-02 00:00:12

    许多网友熟悉陆毅鲍蕾的女儿贝儿是通过综艺节目《爸爸去哪儿》,随着时间的流逝,贝儿已经是一名12岁的优美少女。沉迷网文数日ing……