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未收到预定信号欧洲火星探测计划前途未卜
http://www.100md.com 2003年12月26日 科技日报
    

    “猎兔犬2”号登陆火星模拟效果图

    格林尼治时间12月25日,欧空局的“猎兔犬2”号火星探测器据信已于凌晨2点54分在火星降落,但美国航空航天局的“奥德赛”火星探测器没有收到“猎兔犬2”号发出的信号,从而使欧空局的火星探测计划蒙上了一层阴影。

    据负责该项目的英国科学家皮林格表示,按计划“猎兔犬2”号在火星降落后,上面的记时器会在“奥德赛”火星探测器飞经上空前45分钟启动信号传输器。当“奥德赛”飞掠降落地点时,会向“猎兔犬2”号探测器发出信号,探测器收到信号后将作出回应。现在没有收到探测器发出的信号可能有几方面原因,其中最有可能的是探测器没有降落到预定位置,因此无法与“奥德赛”正常联系。其次是探测器上的定时器没有按计划准时启动,这样也会错过与“奥德赛”的联系机会。此外,降落过程中出现的失误,如降落伞没有打开、保护气囊出现问题或探测器落到岩石下面,盖子无法打开等等,都有可能导致联系不上。但他强调,现在没有收到信号,并不等于任务已经失败。在未来几天中,地面控制人员还有机会继续与探测器进行联系。
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    火星是太阳系中与地球最为相像的一颗星球。它也有坚硬的表面和交替的四季。一个火星日为24小时37分,只比一个地球日长一点。火星极地覆盖着厚厚的冰帽,有时还可看到云层和尘暴。最近的观测发现,火星上很可能存在着大量的冰冻水。水是生命存在的重要元素。火星上发现水,为寻找火星生命注入了新的动力。正因为如此,长期以来,人们对火星是否有生命一直抱有浓厚的兴趣。此次“猎兔犬2”号登陆火星,主要目的就是要寻找生命的痕迹。

    “猎兔犬2”号是根据19世纪30年代英国科学家达尔文环球旅行时乘坐的一艘皇家舰艇的名字命名的,它是欧空局发射的第一个由英国科学家研制的火星探测装置。其外形为圆形,直径64厘米,高23厘米。当探测器防护罩关闭时,它的样子看上去很像一个大怀表,所有的探测装置,都巧妙地安装在这个怀表内。主要仪器包括气体分析仪、环境传感器、活动工作台和可移动掘进器等几个部分。

    气体分析仪是探测火星生命的主要设备,它上面有12个加热器,采集的岩石和土壤样品可分别在里面逐步加热,并将不同温度下产生的二氧化碳送到质谱仪中进行分析,主要是测量二氧化碳的含量和碳-12、碳-13的比率。同时,质谱仪还将用来研究其他元素,并在火星大气样品中寻找甲烷的痕迹。由于不同含碳物质的燃烧温度不同,通过分析产生二氧化碳的温度,就可以了解它们的特征。
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    环境传感器是研究火星环境的主要装置。“猎兔犬2”号上安装了许多微小的环境传感器,它们分布在探测器的不同地方,分别对火星气压、气温、风速、风向、紫外线辐射、灰尘和火星大气层上部的气压、密度等环境因素进行测量分析。

    活动工作台安装在火星探测器的机械臂上,它是安装仪器最多的部分,上面的主要仪器有:第一、安装在工作台两侧的两台立体相机。这两台相机可以将机械臂伸展范围内的地形地貌,转化为三维数字立体模型。研究人员将主要利用这个三维立体模型获得降落地点的地理信息,指挥探测仪器接近要探测的岩石和土壤。第二、安装在工作台中间的穆斯鲍尔频谱仪,它上面有钴-57同位素射线源,可以向岩石和土壤发射伽马射线,通过测量反射回来的射线频率,就可对火星岩石和土壤中的矿物质进行分析。第三、由一个钻头组成的岩石取芯与研磨器,它既可用来清除岩石表面风化的物质,也可以对要进行分析的岩石钻芯取样。第四、用来分析岩石元素的X光频谱仪。这台仪器上有4个放射性射线源,可以向岩石表面发射X射线。受到照射的岩石会辐射出含不同元素特点的低能X射线,通过对这些射线的分析,即可弄清岩石中的元素组成。另外,利用X射线还能对岩石的年龄进行估算。第五、一台显微镜,主要用来对岩石表面经研磨器研碎的千分之几毫米的微小颗粒进行观察,以便弄清这些岩石是沉积岩还是火山岩。
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    可移动掘进器是“猎兔犬2”号的另一重要探测装置。该掘进器可以在火星表面以5秒1厘米的速度爬行几米远的范围。当遇到石块时,它就会钻到岩石下面用顶端的空腔取样。据称,在岩石下面取样更容易发现火星上的水。此外,当需要时,通过调整活动工作台的角度,它也可以直接向地下挖掘,在1.5米深的地方提取样品。

    根据欧空局的计划,在飞向火星的过程中,“猎兔犬2”号一直被固定在“火星快车”上。为了使探测器登陆火星后能顺利工作,有关软件和数据已于今年11月传输到探测器中。12月17日,探测器做好了与“火星快车”分离的最后准备。12月19日8:34,控制人员通过“火星快车”上的旋转和弹射装置,顺利地将这一68.8公斤的探测器旋转着向预定的着陆区域释放出去。此后,“猎兔犬2”号将继续完成飞向火星的行程。在此期间,除了一个定时器外,探测器上的其余设备全部关闭,直到进入火星大气层前几小时,电源和计算机才会启动。

    12月25日圣诞节来临之际,探测器开始向火星表面降落。这是整个探测计划中最为危险的阶段。降落过程大约持续十几分钟。为了成功穿越火星大气层,探测器使用了可以承受1600摄氏度的特制防护材料,同时保持其内部温度不高于125摄氏度。进入火星大气层后,大气阻力将把探测器的降落速度从每小时2.1万公里,降低到每小时1200公里。此后,探测器上的加速计将监测降落加速度变化,当达到某一特定值时,会自动打开一个大型降落伞,由它将降落速度进一步降低到探测器接触地面时可以承受的第一冲击速度——每小时56公里。距地面200米时,3个防护气囊开始充气,它们将作为缓冲装置把探测器包在中间落向地面。撞击地面后,防护气囊将像皮球一样弹跳数次后停下来,然后自动分离,探测器从气囊中心掉到火星表面。为了确保安全着陆,“猎兔犬2”号使用了碳纤维内部结构和可吸收震动的防护罩,可以经受第一次着陆和从1米高的防护气囊中心掉到地面时产生的冲击。探测器着陆后,防护罩将自动打开,展开4块太阳能电池板开始充电。在日照情况下,这些电池板能提供33.2瓦的能量。为了使仪器正常工作,太阳能电池板必须在火星黄昏到来前为电池充好电,然后,探测器开始与飞船进行联系。

    皮林格表示,尽管他们对没有收到预定信号感到失望,但并没有完全失去信心。格林尼治时间25日晚10点,他们将利用位于英国柴郡的大型望远镜直接与探测器联系,由于探测器晚间将处于休眠状态,因此,联系必须等到火星白天才能进行。若此次联系失败,仍可通过“奥德赛”和“火星快车”轨道器继续与之联系。他说,探测火星是一项十分复杂的工程,许多原因都可能导致与探测器联系不上,今后几天将十分关键。他希望,在此期间能够得到“猎兔犬2”号的消息。现在,他们能做的只有祈祷和期待。, 百拇医药