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- 好奇号火星车：追寻火星生命的科学实验室
| “如果你想一下的话，”他继续说，“只有两种推进型方式将火星车着陆：要么把火星车放到推进系统上面，要么把火星车放到推进系统下面。”如果选择前者的话，那么落地之后如何让火星车开下来将会是个令人头疼的问题。 于是，“空中起重机”(sky crane)的概念诞生了。“起重机”在距离地面20米时释放出尼龙绳，吊着好奇号下降，同时八台制动火箭中的四台熄火。这时好奇号已经不再蜷缩在背壳之内了，场面有点像直升机吊装货物，但直升机被换作了四脚喷火的飞行器。 在接触地面之前，好奇号的轮子伸展开来，一旦它们触及地面，尼龙绳便会断开连接，“起重机”飞到150米乃至300米开外，完成任务。 然后，电脑从“进入、下降和着陆状态”转换为“地表状态”，好奇号开始它在火星表面的探索工作。 尖端仪器 好奇号带上火星的设备是迄今为止送往火星的最为专业和先进的仪器。它“头”上的两个眼睛是两部相机，其中一部能够跨越七个足球场的距离分辨出对面放的是篮球还是足球。另外一部在好奇号抵达一个新地点的时候，能够用25分钟拍摄150张照片，然后合成一幅全景照。 这两部相机能够拍摄出彩色照片，但是其原理与以往送往火星的CCD相机有所不同。以往的相机是用不同的滤光镜拍摄一系列照片，然后地球上的科研人员将这些不同颜色的照片合成为彩色照。而好奇号的CCD能够在一次曝光中直接获得红绿蓝三种颜色，它所得到的照片会更加接近人眼的视觉。 好奇号还携带了一个被叫做“化学相机”的仪器，它能够发射出激光，击中7米之外的岩石或土壤。被激光击中的物质会产生出等离子体，而“相机”通过观测等离子体的光谱，来测定目标物的成分。设备中的分光仪能够测定6144个不同波长的光，而不同的物质被离子化后所发出的光具有特定的波长。这部化学相机的射程足以帮助科学家寻找下一个近距离采样和分析的目标。 “假如岩石表面附着了尘土或者有了风化外皮，那么(好奇号)可以发射数百次重复的激光脉冲来把表层打掉，以测量到内部成分，并可就内部和表层的成分进行对比。”美国宇航局的材料介绍说。 另外一部“阿尔法粒子X射线分光仪”则能够在10分钟的快速检测中，探测到岩石中含量低至1.5%的成分。如果给它三个小时时间，它就能够探测到含量在万分之一量级的物质。它尤其对于硫、氯、溴等与盐的生成密切相关的物质敏感，从它们中可能会看出是否曾经与水发生过作用。 好奇号有两部直接分析岩石和土壤样本的仪器，分别是“化学和矿物学分析仪”和“火星样本分析设备”。 好奇号的机械臂上有钻头和小勺子，对于岩石，它会用钻头获取样本；对于土壤，用小勺子就可以了。取得样本后，机械臂上的筛子能够把直径大于150微米的颗粒剔除掉。完成这一步后，机械臂把样本倒入“化学和矿物学分析仪”的入口漏斗，然后通过震动让这些样本进入到仪器里。 在“化学和矿物学分析仪”的内部，有32个像衬衫纽扣一样大的小盒子，它们是用来盛放样本的。它们安装在一个转轮上，这样就可以通过转动轮子来让任何一个小盒子位于X光的照射之下。从地球出发时，小盒子中已经有5个装上了地球的样本，这是用来做校准的。 检测使用了X光衍射的方法，这也是第一次在火星任务中使用这种方法。负责该仪器的首席科学家自1989年以来就在研制X光衍射设备，他的很多技术已经商用，尤其是在发展中国家进行假药筛查。 “火星样本分析设备”是整个火星车上最大设备，有一个微波炉那么大。如果是在地球上的实验室里，它所集成的那些仪器能会占很大的空间。它包括了一台质谱仪、一台激光分光仪和一台气相色谱仪。 根据美国宇航局相关材料介绍，与当年登陆火星的海盗号相比，好奇号的“火星样本分析设备”在三个方面具有优势。首先，好奇号具有更好的机会。它的选址综合了近年来的发现，选择的是希望最大的区域。它也有更好的机动性，还可以钻取岩石样本。其次，“火星样本分析设备”的灵敏度大为提高，能够探测到含量低至十亿分之一的有机物质。第三，它使用的衍生技术让仪器的识别范围更广。 在寻找水的努力上，好奇号还有一件利器，叫做“动态中子返照率设备”。这种设备实际上早先在地球上是用于石油勘探的，它发射出中子，然后通过观察中子与氢原子核相互作用后发生的能量变化来确定氢的存在。后来科研人员将它重新设计后用于月球和火星探测。在2002年，火星奥德赛号探测器曾经用这种设备发现了火星高纬度地下的水冰。 好奇号全副武装，做好了一切寻找火星水和有机分子的准备。但科学家们并不确定他们真的能找到任何东西。“尽管火星上可能存在过生命这一点能够激起兴趣，如果发现火星上的条件不适合生命存在也是有价值的，这会有助于研究火星和早期地球之间的不同点和相似点。”美国宇航局强调。 |
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