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“猎兔犬”2着陆器简介

作者:jnscsh   时间:2022-03-02 08:40:19   浏览次数:

“猎兔犬”2将以高于20000公里/小时的速度进入火星大气,最终落到火星表面上。着陆器前面的防热罩将在借助与上层大气的摩擦来减速的过程中提供防热保护。当速度降到1600公里/小时左右时,着陆器上的一个降落伞将张开,以进一步减速。最后,几个大型气囊将充气,以使着陆器不至于在着陆过程中受损。

“猎兔犬”2将完成下列任务:确定着陆场的地质、矿物学和化学成分数据;搜索生命特征(外空生物学);研究天气和气候。它必须在180个火星日内完成其任务(火星日与地球上的一天基本一样长)。着陆后的头几天时间将用于运行预编的程序,对着陆场进行拍照,并运行环境探测器,为随后的详细岩石和土壤分析工作做准备。

“猎兔犬”2将降落的地方是一个平坦的大型沉积盆地,称为伊希迪斯平原。它跨在年代较近的北部平原和古老的南部高地之间,有可能保存有生命痕迹。该着陆场纬度较低(北纬10.6度,西经270度),由此可以减少为抵御火星寒冷的夜晚而要采用的绝热材料用量。这里岩石不很多,有利于着陆器安全降落,同时又足够实验之用。此外,这里基本上没有陡坡,有利于减轻着陆器的跳动,而且尘埃不多。伊希迪斯平原的高程也足够低,可以提供足够的大气厚度,使降落伞有充足的时间让着陆器减速。

折叠起来的“猎兔犬”2着陆器看上去就像一块很大的怀表。在飞向火星的漫长旅途上,该着陆器都将采取这种状态。一旦到达火星表面并停稳后,“猎兔犬”2将抛掉其气囊,打开蚌壳式的外壳,坦露出内部组件,并展开太阳能帆板和机械臂。

首先展开的将是太阳能帆板。它们将采集阳光,以为用于在探测期间向着陆器及其实验装置供电的蓄电池组充电。此后,一个机械臂将利用弹簧展开。机械臂的末端装有所谓的“可调节式有效载荷工作台”(PAW)。“Paw”在英文里有“爪子”的意思,所以有人形象地说“猎兔犬”2长着一只“狗爪”。着陆器的许多实验装置都位于该工作台上,其中包括一对立体相机、一台显微镜、两种光谱仪(穆斯堡尔和X射线)和一个用于火星表面照明的“手电筒”。工作台上还装有岩心提取器/研磨器和掘进机。这两种仪器用于采集分析用的岩样和土样。

机械臂可以伸展和转动,以使两台立体相机能以良好的全景视角对着陆场进行拍摄。拍摄完全景照片后,相机将继续拍摄附近土壤和岩石的近景图像,以留作进一步分析。选定了合适的岩石后,工作台将通过转动使研磨器到达相应位置,以刮掉岩石上风化的表层。随后工作台重新定位,以由显微镜或光谱仪对新暴露出来的物质进行分析。

当有一块岩石看来特别有研究价值时,将用岩心提取器钻下一块样本,并由机械臂送到着陆器壳体内的气体分析组件(GAP)处。工作台背部携带的掘进机还将采集土壤样品,并将其送往气体分析组件。

着陆器携带的仪器设备包括:

气体分析组件 气体分析组件所要开展的研究与寻找火星生命的关系最为密切。它装有12个加热炉,可用于在有氧存在的条件下对岩样或土样进行逐步加热。每一温度下产生的二氧化碳将被送到质谱仪处,以测量碳-12和碳-13的丰度和比率。质谱仪还将研究其它元素,在大气样品中寻找甲烷。二氧化碳生成时的温度值将反映出物质的性质,因为不同含碳物质发生燃烧反应的温度是不同的。

环境探测器 布设在着陆器不同位置处的各种微小探测器将测量火星环境的各个方面,如大气压力、气温、风速、风向、紫外辐射以及尘埃回降和着陆器下落过程中上大气层的密度和压力等。

立体相机(2台) 这两台相机可拍摄数码照片,由此可构建机械臂可触及区域内的三维模型。由于工作台不能在地面上实时操纵,这一三维模型将用于把各种仪器引导到岩石和土壤研究对象侧旁的特定位置,并提供着陆场的地质环境信息。

显微镜 显微镜将提取由研磨器刮出的岩石表面千分之几毫米的特征信息。它将揭示岩石构造情况,从而帮助确定它是沉积岩还是火山岩。

穆斯堡尔光谱仪 该光谱仪将通过用同位素源(钴-57)放射出的伽马射线照射岩石表面来研究岩石的矿物构成,然后测量被反射回来的伽马射线的光谱。尤其要指出的是,内部原始状态铁矿的性质将同岩石外表风化层做对比,以确定现存火星大气的氧化性如何。

X射线光谱仪 该光谱仪将用来自4个放射源(两个为铁-55,另两个为镉-109)的X射线轰击新刮出的岩石表面,以测定岩石中的元素。这些岩石将放射代表所含元素的能量较低的X射线。利用同位素钾-40会衰变为氩-40的性质将能估算出岩石的年代。X射线光谱仪将对钾进行测定,而气体分析组件则将测定岩石中所含的氩。

掘进机 该仪器将能以每6秒1厘米的速度在火星表面上爬行几米。一旦它遇到了一块大卵石,它就会向地下挖掘,以把样品采集到其端部的一个空腔内。另外还可以通过调整工作台位置来使掘进机能垂直向地下挖,从而有可能采集到距表面1米深处的样品。

岩芯提取器/研磨器 这种钻头可以在一个表面上移动,以除掉风化物质,也可以固定在某一点处,钻取有望含有原始样品的岩芯。

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