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李稻葵简历火星将迎来一位新的机器人气象学家

天文学与空间 2022-05-08 00:01:07

阿曼达·巴尼特,喷气推进实验室 美国宇航局的“毅力”火星探测器在其桅杆或“头部”正下方有两个风传感器

“它们是MEDA的一部分,该气象科学包将提供火星表面的重要数据,尤其是大气中的尘埃

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 一旦美国国家航空航天局的“毅力”号探测器于2月10日着陆,火星将会收到新一轮的天气预报

18, 2021

当它在杰零陨石坑搜寻古代微生物生命的迹象时,毅力号将收集第一批行星样本,通过未来的任务返回地球

但漫游者还将提供关键的大气数据,这将有助于红色星球的未来宇航员在一个没有可呼吸的氧气、冰冻的温度、行星范围的沙尘暴和太阳强烈辐射的世界中生存

气象数据背后的仪器叫做MEDA——火星环境动态分析仪的简称

它的部分目标是收集基本信息:温度、风速和风向、压力和相对湿度

毅力号着陆点的温度模型范围从晚上平均零下126华氏度(零下88摄氏度)到下午大约零下9华氏度(零下23摄氏度)

西班牙马德里国家航空航天研究所天体生物学中心的MEDA首席研究员何塞·安东尼奥·罗德里格斯·曼弗雷迪说,这三个航天器将与美国国家航空航天局“好奇号”探测器和“洞察”着陆器上的气象仪器一起,创建“另一个星球上的第一个气象网络”

但是MEDA和它的前辈之间的一个关键区别是它也将测量火星大气中尘埃粒子的数量、形状和大小

灰尘是火星上任何表面任务的重要考虑因素

它覆盖了一切,包括宇宙飞船和他们可能有的任何太阳能电池板

它还驱动地表和大气中的化学过程,并影响温度和天气

毅力团队想更多地了解这些互动;这样做也将有助于团队规划智谋火星直升机的操作

罗德里格斯-曼弗雷迪说:“了解火星尘埃对这次任务非常重要。”

“那些细小的尘埃颗粒脱离了地表,覆盖了整个星球

我们不知道火星的风和温度的变化是如何导致这些全球沙尘暴的,但这将是未来任务的重要信息

" 虽然这些风暴不会像你在电影中看到的那样猛烈(火星的大气层太薄了),但它们会形成一层厚厚的灰尘

经过近15年的运行,2018年夏天的一场全球沙尘暴结束了美国宇航局经验最丰富的火星车——太阳能机遇号的任务

即使在平静的日子里,火星上的灰尘也是无处不在的——而且是侵入性的

天空摄像机是美国宇航局“毅力”火星探测器上的一个面向天空的摄像机

作为火星车气象仪器“MEDA”的一部分,天空摄像机将拍摄火星天空中云层的图像和视频

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 MEDA将能够测量昼夜尘埃循环的细节:“我们知道大气在中午基本上搅动了尘埃

然后到了晚上,当气温下降时,大气稳定下来,灰尘也少了,”MEDA的副首席研究员、美国宇航局南加州喷气推进实验室的曼纽尔·德·拉·托雷·华雷斯说

“我们想知道更多,因为随着我们的火星任务越来越大,对尘埃的考虑也变得更加重要

" 阿波罗宇航员发现月球尘埃是一个普遍的麻烦,进入头盔环,粘在宇航服上,影响宇航服的冷却系统

阿波罗登月任务只持续了几天

人类去火星的任务可能会更长,所以关于每日尘埃周期的新数据将有利于任务规划者以及航天器和宇航服设计师

寒冷多云,有大量辐射 空气中的尘埃甚至会影响到轰击火星表面的太阳辐射量

在地球上,我们的大气层和地球的磁场一起保护我们免受辐射

但是火星上没有全球磁场,它的大气密度只有地球的1%

所以测量灰尘和辐射是密切相关的,尤其是在宇航服设计中

罗德里格斯·曼弗雷迪说:“对宇航员来说,辐射可能是最极端的情况。”

“保护宇航员免受这种辐射的防护服至关重要

" 为此,MEDA的天空摄像机将拍摄和制作天空和云层的视频,同时监测各种波长的天空亮度,以帮助我们更好地了解火星上的辐射环境

罗德里格斯·曼弗雷迪说:“我们将拥有自己的相机来监测这些云和不透明度,以及大气中可能改变太阳辐射强度的灰尘或其他气溶胶的数量。”

“我们将能够看到大气中的尘埃量每小时是如何变化的

" 美国国家航空航天局“毅力”火星探测器上的两个风传感器中的一个从桅杆上弹出

这些传感器是“毅力”气象仪器“MEDA”的一部分

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 这些信息也将有利于坚持不懈地寻找过去的生活

就像在地球上一样,如果火星上曾经存在生命,那很可能是基于有机分子

太阳辐射可以改变岩石中过去生命的痕迹,来自MEDA的数据将有助于科学家理解这些变化

净化空气 MEDA的数据将有助于另一个关于毅力的仪器:火星氧气原位资源利用实验(莫邪)

莫邪将展示一项技术,未来的探险者可以利用这项技术生产氧气,用于火箭推进剂和呼吸

像莫邪这样的设备要想成功,任务规划者需要更多的信息来了解他们面临的是什么

“他们得到了一个干净的氛围吗?”德·拉·托雷·华雷斯说

“他们是不是变得尘土飞扬了?这些灰尘最终会填满空气过滤器吗?他们可能会确定一天中什么时候管理莫邪更好,什么时候不管理它更好

" 为了进行测量,MEDA会不分昼夜地每小时醒来一次,不管是在游荡还是在打盹

这将创造一个几乎恒定的信息流,以帮助填补我们关于火星大气的知识空白

关于使命的更多信息 毅力号火星任务的一个关键科学目标是天体生物学,包括寻找古代微生物生命的迹象

漫游者将描述火星的地质和过去的气候,为人类探索红色星球铺平道路,并将是第一个收集和储存火星岩石和浮土(破碎的岩石和灰尘)的任务

美国航天局目前正在考虑与欧洲航天局合作进行后续任务,将向火星发射航天器,从地表收集这些缓存的样本,并将其送回地球进行深入分析

火星2020任务是一个更大项目的一部分,包括登月任务,作为人类探索红色星球的一种准备方式

肩负着在2024年前让宇航员重返月球的重任,美国国家航空航天局将通过美国国家航空航天局的阿尔特弥斯探月计划,在2028年前在月球及其周围建立一个持续的人类存在

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