美国2020火星车着陆区遴选进展及对2020中国火星任务着陆探测部分的
月球探测与资源开发利用研究(12)

月球探测与资源开发利用研究(12)胡经国27、2020年中国多个技术将突破据报道(20200112),近日,据媒体报道,最近美国传出消息,有美国专家给出预测,2020年中国将取得3项重大技术突破,每一项都是世界级的。
它们就是火星探测、月球探测和可燃冰开采。
其中第一项就令人激动。
如果火星探测计划成功,就意味着中国将成为继美国之后第二个掌握了火星着陆技术的国家。
美国专家预测,2020年中国将会在火星探测、月球探测、可燃冰开发这三个领域取得突破性的成就。
对于这样的推测,美国专家给出了自己的解释。
首先,对于火星探测,各国都会选择在火星冲日的时候发射探测器。
因为那个时候发射探测器不仅能够节省燃料,而且还能够避开其他很多风险。
其次,就是月球探测和可燃冰的开发。
因为中国在这两个相关领域中都已经有了很多技术铺垫,只要假以时日,必然能够取得突破性的进展。
对于可燃冰的开采,可能是经济效益最明显的。
因为对于这种能源物质,不论是社会的发展还是日常的需要都是无法替代的东西;更何况可燃冰还是目前已知的清洁能源之一。
所以,一旦对于它的开采中国能够取得进展,不仅能够促进相关领域的发展,还能够有效地解决温室气体的排放问题。
对于火星探索和月球探索,很可能人们并不是太了解他们的实际意义。
但是,对于这种科学探索项目,有时给人类带来的经济效益并不是立竿见影的;就像人们日常使用的尿不湿等生活用品,其实它最初是运用于航天活动而随后才逐渐普及到日常生活之中的。
促使人们进行太空探索的还有太空资源,它正在慢慢从遥不可及变得可以获得。
这也是很多国家探索太空的意义所在,比如太空中的各种矿产资源。
在几年前,有一颗小行星从地球上飞过。
根据专家推测,这颗小行星上稀有金属的价值比同年加拿大的GDP还要高。
可见,太空蕴藏的资源和利益是无穷无尽的。
而且,通过这种探索工程还会促进我们在各个领域的进步和发展。
因此月球探测和火星探测的技术突破,对于中国都是有极大帮助的。
火星类比区

火星类比区作者:王世杰赵宇鴳来源:《大众科学》2018年第10期对火星的研究,从大气外的空间环境到火星的核幔深部,已经贯穿了火星几乎所有圈层。
研究的内容涵盖了方方面面,像火星空间环境、火星大气、火星表面的矿物巖石组成、地形地貌、结构构造、撞击坑和撞击历史、冰川和冰冻层、寻找火星生命、以及火星的深部结构等等。
在研究的过程中,除了环绕器的遥感探测、着陆器和火星车的就位探测,以及对火星陨石的直接研究外,还有一类非常重要的研究方法,就是在地球上寻找类似火星的区域,并通过对这些区域的研究来类比火星。
这样的区域被称为“火星类比区”。
美国夏威夷火星研究站具体来说,火星类比区是地球上与火星有着类似地质、环境或生物条件的地区。
这些地区可以帮助科学家理解发生在火星上的地质过程和生物过程,验证各种关于火星的预测和假说,解译火星探测器传回的数据,还有将遥感的数据与地面真实情况做对照。
对于未来的探测计划,类比区帮助科学家和工程人员们优化探测计划的载荷设计和探测策略,或开展科学仪器的试验以及宇航服的测试;宇航员也可以在这些环境中进行模拟训练,例如失重、强辐射、极端温度等环境中穿着宇航服进行野外工作。
对于寻找地外生命,类比区帮助我们理解生命可能存在的形式或被保存的形式,地球生命对极端环境的适应,和优化生命探测载荷。
为了开展探测器测试和宇航员训练,世界上许多国家都建立了火星模拟研究站。
例如美国位于犹他州的火星沙漠研究站和位于夏威夷的火星任务模拟试验站,法国和意大利合作的肯考迪娅南极研究工作站,俄罗斯的火星500模拟实验舱,英国的斯蒂夫尼奇火星任务模拟场,等等。
这些模拟研究站,大都基于沙漠或极地干燥寒冷的环境,因为这是现在火星的样子。
现在的火星表面干燥、寒冷、高紫外辐照。
早先可能存在的河流和湖泊,随着水的不断蒸发演变成盐滩。
在地球上与之相似的环境,主要是沙漠、盐盆地和极区。
地球上人气很高的现代火星类比区有:位于南美的阿塔卡马沙漠,南极的干谷,中国的柴达木盆地,美国西南部的沙漠地区,以及非洲的纳米布沙漠,等等。
2019年高考时政热点:科技新闻“洞察号”火星车成功着陆的理论解析带答案

“洞察号”首探火星内部时政背景美国宇航局(NASA)消息,美国东部时间11月26日14时52分59秒(北京时间27日3时52分59秒),“洞察”号火星探测器在火星上成功着陆。
这是2012年8月5日“好奇”号火星车成功登陆火星以来,人类制造的探测器再次成功登陆火星表面。
美国从1964年发射“水手4号”火星探测器开始,对火星展开了40余年的持续探测,获得了大量的探测成果。
作为火星探测收获最多的国家,美国在火星探测上依然马不停蹄。
尽管距离人类第一次探测火星已有数十年,但我们对于火星内部结构仍知之甚少。
此前人类总计开展的47次火星探测都是研究火星全球、地表、大气和磁场的。
“洞察号”将首次探测火星内部,相当于用CT扫描对火星进行“45亿年来的第一次体检”。
“今天,我们完成了人类历史上第八次成功登陆火星。
我们将送航天员前往月球,之后再派航天员前往火星,‘洞察’号将在我们前往火星之前提供宝贵的科学资料。
”美国宇航局局长吉姆·布里登斯丁(Jim Bridenstine)在登陆成功之后激动地说。
根据美国宇航局此前公布的信息,“洞察”号主要承担两大科学任务:一是通过探测火星内部火震活动的规模、频率和地理分布,以及陨石撞击火星表面的频率,来确定目前火星地质构造活动的级别;二是通过调查火星内部结构和活动过程,研究类地行星的形成和演化过程。
考点解析:一、经济生活1.科学技术是第一生产力,我们要大力实施科教兴国战略和创新驱动发展战略,引领经济和社会发展,增强综合国力。
2.我国在火星探测项目上,已提出环绕探测方案。
2016年1月11日,中国火星探测任务正式立项,并将在2020年左右发射一颗火星探测卫星。
这将有利于推动国家信息化建设和加快新型工业化发展步伐,提升自主创新能力,增强国家经济实力。
二、政治生活1.国际竞争的实质是以经济和科技为基础的综合国力的较量。
除了美国外,还有中国、俄国、印度、日本也在开展火星探测研究,深空探测这一高科技项目,代表了本国的经济实力和科技水平,甚至有利于进一步抢占经济科技至高点。
中考语文复习练测课件 素养综合训练14 非连续性文本阅读(一)

• 为了让火星车能够在恶劣环境中“活” 下来并顺利完成使命,科研人员专门研发出 一种不易沾上灰尘的新型材料,即使沾上也 可以通过振动将其抖落。“我们还在实验室 中特意摆放了一台一模一样的火星车,当‘祝 融号’在火星上遇到复杂路况时,需要实验室 中的这台火星车先进行模拟行驶,确认无误 后再向火星发出指令。”航天科技集团五院 “天问一号”探测器副总设计师贾阳说。
质——大脑中‘处理信息的重要区域’有影响。喝酒越多的人,其灰质的量 就越少”可知,喝酒对脑的灰质有影响。依据“随着年龄的增长,脑容量 会减少,智力衰退会更严重”可知,脑容量会减少是因为年龄的增长。 D.“不同脑区之间协调能让大脑共享信息”说法错误,依据材料三“不同 脑区之间协调而有节奏的活动能让大脑更轻松地共享信息”可知,不同脑 区之间协调而有节奏的活动,是让大脑更轻松地共享信息的原因,选项漏 掉了“有节奏的活动”这一条件。
• (摘编自《海外祝贺、赞叹“天问一号” 成功着陆火星》)
材料二:整个着陆过程,“天问一号”需要在 9 分钟内将约 2 万千米/小时 的速度降至 0 米/小时。虽然此前我国已有月表着陆经验,但此次“天问一号” 完成火星软着陆任务显然更加艰难:一方面,火星表面大气的密度是地球大气 的 1%左右,环境比月球表面更复杂;另一方面,火星距离地球更偏远,通信 时延达到 20 分钟左右,相距遥远的地表对“天问一号”可能遭遇的险情来不及 做任何处置。在此阶段,“天问一号”只能自主完成相关工作,经历“未知 9 分钟”。同时这个过程需要融合多级减速、着陆反冲等多项技术,每个环节都 必须确保精准无误,差一秒都有可能导致整个任务的失败。
• ①迈出了中国星际探测征程的重要一步, 为人类探索火星做出重要贡献。②促进世界 各国在火星探索领域的合作交流。③推动多 项技术的融合以及新型材料的研发。④有助 于搞清一些重大科学问题,帮助人类更好地 了解地球。
【中考题原创】“天问一号”开启全球深空探测时代

【中考题原创】“天问一号”开启全球深空探测时代湖北省石首市文峰中学刘涛【问题情境】2020年7月月23日,中国“天问一号”火星探测器成功升空,开启中国首次自主火星探测任务,将成为第二个让漫游车在火星上成功着陆并运行的国家。
中国火星任务的成功发射拉开了全球深空探测时代的序幕。
由着陆巡视器和环绕器组成的“天问一号”,将围绕火星进行轨道飞行并利用安装太阳能板的火星车研究火星表面。
【化学问题】1.好莱坞科幻大片《火星救援》讲述航天员在太空求生的星际驻留生活。
下列有关氧气的认识错误的是()A.氧气液化成淡蓝色的液氧,发生物理变化B.液氧可用作航空火箭发射,利用其可燃性C.“人造空气”接近空气的组成,属于混合物D.太空中宇航员呼吸氧气,可利用光合作用循环利用2.未来移民火星需要“人造空气”来实现人类共同的梦想,人造空气中含有70%的氮气、20%以上的氧气、还有二氧化碳等。
下列有关“人造空气”说法中不正确的是()A.如果“人造空气”只含有氧气会对人体健康不利B.“人造空气”中氮气含量比空气中氮气含量要低C.可以利用反应4P+5O22P2O5,来测定“人造空气”中氧气的含量D.燃着的酒精灯在“人造空气”中会熄灭3.探测资料表明,火星上存在丰富的镁资源。
在元素周期表中,镁元素的某些信息如图所示,下列说法不正确的是()A.镁元素属于非金属元素B.镁元素原子的核电荷数为12C.镁元素原子的核外电子数为12D.镁元素的相对原子质量为24.314.科学家发现火星大气层中含有硫化羰(化学式为COS)。
已知硫化羰与二氧化碳的结构相相似,但能在氧气中完全燃烧。
下列有关硫化碳的说法正确的是()A.硫化羰是一种氧化物B.硫化羰完全燃烧会生成CO2和SO2两种氧化物,可作为理想燃料C.硫化羰中碳元素质量分数为20%D.硫化羰可用作灭火剂5.中国“天问一号”火星探测器成功升空,开启中国首次自主火星探测任务。
⑴火星大气中五种气体含量(见下图)分别是二氧化碳(CO2)为95.9%,氩气(Ar)为2.0%,氮气(N2)为1.9%,氧气(O2)为1.14%,一氧化碳(CO)为0.06%,火星大气与空气的成分相比较,下列说法中正确的是()A.地球和火星的大气组成完全相同B.地球和火星的大气中O2的体积分数相同C.地球和火星的大气中都含有N2D.地球和火星的大气中CO2的体积分数相同⑵当前火星大气比地球大气要稀薄近100倍,火星两极温度常年在-70℃至-140℃之间,还找到了有液态水存在的证据。
【KS5U解析】北京市三十五中2021届高三上学期9月月考语文试题 Word版含解析

Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd.2021届高三语文九月月考试卷2020.9班级姓名本试卷共150分。
考试时长150分钟。
请考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。
一、语言基础知识(本大题共5小题,共15分)。
1. 下列词语中加点字的读音完全相同的一项是()A. 废黜处理相形见绌怵目惊心B. 间断信笺草菅人命缄默不语C. 拊掌果脯惊魂甫定釜底抽薪D. 撑腰饼铛瞋目而视瞠目结舌【答案】C【解析】【详解】本题考查字音识记能力。
A项,除了“处”读“chǔ”,其余均读“chù”;B项,除了“间”读“jiàn”,其余均读“jiān”;C项,均读“fǔ”;D项,除了“瞋”读“chēn”,其余均读“chēng”。
故选C。
2. 下列词语中没有错别字的一项是()A. 决择度假食不裹腹坐收渔利B. 售罄冒然顾明思义涣然冰释C. 啜泣估息呕心沥血带罪立功D. 谩骂提纲欲盖弥彰变本加厉【答案】D【解析】【分析】【详解】本题考查字形的识记能力。
A项,“决择”应为“抉择”,“食不裹腹”应为“食不果腹”。
B项,“冒然”应为“贸然”,“顾明思义”应为“顾名思义”。
C项,“估息”应为“姑息”,“带罪立功”应为“戴罪立功”。
故选D。
3. 下列各句中加点成语的使用,正确的一项是()A. 比赛过后,教练希望大家重整旗鼓,继续以高昂的士气、振奋的精神、最佳的竞技状态,在下一届赛事中再创佳绩。
B. 世界各国正大力研制实用的智能机器人,技术不断升级,创新产品层出不穷,未来有望在多领域、多行业发挥更大的作用。
C. 赵老师学的是冷门专业,当年毕业时,不少同学离开了该领域,而他守正不阿,坚持致力于该专业的教研工作,最后硕果累累。
D. 国家“一带一路”战略的实施,给古丝绸之路的沿线城市带来了活力,很多城市对未来踌躇满志,跃跃欲试。
公考习题演练及参考答案——中国火星探测计划VS其他国家的探火前沿
公考习题演练及参考答案——中国火星探测计划VS其他国家的探火前沿2019年“嫦娥四号”、“玉兔号”、“鹊桥号”等等和探月工程紧密相关的热词频频冲击着我们大众的眼球。
2020年探火工程也来了,让我们为伟大的祖国倍感欢欣。
对火星的探测几乎贯穿了整个人类航天史。
1960年10月10日苏联发射“火星1960A”探测器,人类开始第一次火星探测任务,迄今为止,人类在技术上已成功实现了掠飞、环绕、着陆、巡视探测等。
如今,火星已成为主要航天国家的探测热点和空间技术战略制高点,能否成功地对火星进行科学探测,已成为衡量一个国家航天科技实力的重要标志。
那么问题又来了:你知道探火的相关内容吗?“天问”你听说过吗,具体又是什么情况呢?今天我们带着大家一起来深入认识一下吧~一、关于火星火星是太阳系八大行星中第四颗,是一颗类地行星。
古时候,中国人一直称火星为荧惑星,意味着“莹莹火光,离离乱惑”之意。
在西方一直用古希腊神话传说中英雄名字命名火星。
真实的火星是什么样子的呢,在人造卫星上看,火星上面既有像沙漠、像流过河流的戈壁滩,也有山丘等地貌。
火星上的河流是没有液态水的,但是在火星南北极下面有大量冰川地下水。
火星的地质情况跟月球是非常接近的。
火星的大小介于地球和月球之间,重量大约是地球的十分之一,体积相当于地球的六分之一。
在火星上一年大约相当于地球上两年。
二、中国火星探测计划中国火星探测计划是中国第一个火星探测计划,中国航天局与俄罗斯联邦航天局合作共同探索火星。
中国首颗火星探测器“萤火一号”同俄罗斯“福布斯-土壤”探测器于北京时间2011年11月9日4时16分在位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭乘俄运载火箭发射升空。
火星探测器“福布斯-土壤”探测器未能按计划变轨。
这意味着,中国的第一颗火星探测器发射以失败告终。
三、中国首次火星探测任务及任务标识2020年4月24日是第五个“中国航天日”,备受关注的中国首次火星探测任务名称、任务标识在2020年“中国航天日”启动仪式上公布。
部编版语文六年级上册第三单元现代文阅读题(有解析)
部编版语文六年级上册第三单元现代文阅读题(有解析)部编版语文六年级上册第三单元现代文阅读题1. 航天事业的巨大成就阅读目的不同,关注的内容、采用的阅读策略也不同。
请选择合适的阅读策略,完成下列练习。
阅读策略A.快速浏览材料一、四,根据关键信息找到对应句子,作出判断。
B.选择合适的材料说明观点,如列举有代表性的事例、名言警句。
C.关注题目或图片,找出材料间的联系;精读材料三,发现与它相联系的材料。
材料一:天问一号火星之旅材料二:北斗系统全球导航2020年7月23日,我国首次火星探测任务天问一号探测器,由长征五号遥四运载火箭从文昌航天发射场发射升空,飞行2000多秒后,成功将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅。
天问一号于2021年2月中旬接近火星后,实施“刹车"制动,进入环火轨道,为火星着陆作准备。
2020年7月31日,中国自主建设、独立运行的北斗三号全球卫星导航系统正式开通。
北斗卫星导航系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统。
从北斗一号工程立项开始,20多年风雨兼程,才有了今天的成就。
2020年建成北斗三号全球系统,实现了中国人孜孜以求的“全球梦”。
材料三:世界最高峰重量身高材料四:嫦娥五号挖土归来珠峰多高?8848米?2020年12月8日,中国和尼泊尔联合对外宣布,经过两国团队的扎实工作,珠穆朗玛峰最新高程为884886米。
此次测量除了使用基准测量方法,还使用北斗卫星进行了定位测量,而所有的精密仪器几乎都是国产。
这也是目前最精确的珠峰高程。
2020年12月17日,历经23天,嫦娥五号返回器携带月球样品,成功返回地面。
在此次任务中,嫦娥五号经历了11个飞行阶段、20余天的在轨飞行过程,采集了约1731克的月球样品。
嫦娥五号标志着中国航天向前迈出了一大步。
此次带回来的样品,将为宇宙研究提供更多参考。
(1)了解2020年中国航天事业的成就,判断下列说法的正误。
阿联酋、中国、美国火星探测器齐聚火星
发展战略>»351阿联酋、中国、美国火星探测器齐聚火星2020年7月,阿联酋希望号(HOPE)、中国天问 一号和美国火星2020 (Mars2020)火星探测器先后 发射,前往火星。
2021年2月三项任务先后抵达火 星,希望号和天问一号分别于2月9日和10日成功 进人火星轨道,火星2020任务漫游车毅力号于2月18日成功着陆火星,火星探测再起新高潮。
1. 阿联酋希望号CN N网站报道,阿联酋希望号火星探测器于2021年2月9日成功进入火星轨道,标志着阿联酋成为第5个到达火星的国家/地区。
希望号随即进人环火椭圆轨道,最近距火星621 mi(约999km),最 远30683m i(约49380km),轨道周期约40h,并将在 这一轨道运行至5月中旬,测试各项搭载仪器并开展火星观测。
此后,希望号将机动至周期约55h的 科学轨道,正式开展科学探测工作。
由于该轨道比 以往的火星任务采用的轨道更高,将实现对火星的 全球视角观测,并可每9天完成对火星大气的一次全景观测。
希望号计划运行2年,并可能延期1年。
2月14日,希望号传回首张火星图片。
2.中国天问一号中国探月与深空探测网综合报道,2021年2月10日19时52分,中国首次火星探测任务天问一号探测器实施近火捕获制动,环绕器3000 N轨控发动 机点火T.作约15m in,探测器顺利进入近火点高度约400km,周期约10个地球日,倾角约10°的大椭圆 环火轨道,成为中国第一颗人造火星卫星,实现 “绕、着、巡”第一步“绕”的目标。
由地火转移阶段进人火星捕获阶段后,天问一 号环绕器携带的中分辨率相机和高分辨率相机、磁 强计、矿物光谱分析仪、离子与中性粒子和能量粒子探测仪等载荷将陆续开始T.作,对火星开展多维 度探测。
此前,天问一号在距离火星约22〇x l〇4km 处获取首幅火星图像。
在这一图像中火星阿茜达利亚平原、克律塞平原、子午高原、斯基亚帕雷利坑 及最长的峡谷——水手谷等标志性地貌清晰可见。
中国首次火星之旅
中国首次火星之旅火星,地球的前世还是未来不满足于地球的怀抱,人类将目光投向更深远的太空。
在太阳系,火星的自然环境与地球最为接近,两者几乎都形成于约45亿年前,组成结构也大致相同,有核、幔、壳。
火星与地球有着相似的自转周期,一个火星日大约是24小时39分钟,而且它还和地球一样,也有四季更迭。
但是,从人类目前掌握的有限情况看,两者之间又有着显而易见的不同:从外形上看,火星个头更小,它的半径约为地球的1/2,体积约为地球的1/7。
与我们这个有71%海洋覆盖率的蓝色星球不同,火星表面呈现出红色,在它最明亮的时候犹如一团火球。
实际上,这一红色并不是真正的火焰,火星上的温度反而极低,接近于地球的南极。
呈现红色的原因,是火星的土壤富含氧化铁,就像是土地生了锈。
这种土壤的形成,是风与水双重侵蚀作用产生的。
由此可见,火星上曾经存在过大量的水和大气。
时空流转,这颗与地球同龄的星球,表面怎么变成如此荒漠般模样?火星是我们的过往,还是地球未来的归宿?或许,它亦可成为人类改造的对象,在若干年后成为一个宜居的地外家园?所有的问题,只有等到我们“身临其境”后才能一步步得到解答。
万众期待中,中国开启了首次火星探测之旅。
“天问一号”,向火星“发问”“圜则九重,孰营度之?”屈原曾发出嗟叹。
而今,“天问一号”将勇敢作答。
2020年7月23日12时41分,中国首个火星探测任务“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭成功发射。
火星,这颗赤色星球,古往今来都充盈着迷人色彩。
它是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一,一直以来都是人类深空探测的热点。
从1961年至今,人类已实施火星探测活动达44次,但成功和部分成功的任务一共仅有22次。
火星距离地球的最远距离为4亿千米,最近距离为5 500万千米。
由于地球和火星的公转周期不同,两个行星大约每两年“相遇”一次,即地球与火星之间的距离较近。
在“相遇”期间,从地球上发射火星探测器可以缩短抵达火星耗时,节省燃料,从而降低“探火”成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第4卷第4期2017年8月深空探测学报Journal of Deep Space ExplorationVol. 4 No. 4August 2017美国2020火星车着陆区遴选进展及对2020中国火星任务着陆探测部分的一些思考叶斌龙1>2,赵健楠1>2,黄俊^(1.中国地质大学(武汉)地球科学学院行星科学研究所,武汉430074;2.中国地质大学(武汉)地球科学学院地质过程与矿产资源国家重点实验室,武汉430074)摘要:总结了近20年来火星探测的重要发现以及生命、气候和地质3个方面尚未解决的关键科学问题;介绍了美国国家航空航天局(NASA) 2020火星探测任务的科学目标、科学载荷和着陆区选择的工程条件限制,并重点分析了经过3次着陆区选择研讨会,上百位行星科学家投票选取的排名前3的预选着陆区的地质情况。
在此基础上,提出了对我国2020年火星任务的着陆探测部分的一些思考,并根据不同的任务目标(聚焦生命、气候和地质问题;支持载人火星探测的资源勘察;工程技术验证)提出了3个候选着陆区。
关键词:火星探测;着陆区遴选;行星地质;天体生物学;行星气候中图分类号:V476.4 文献标识码:A 文章编号:2095-7777(2017)04-0310-15DOI: 10.15982/j.issn.2095-7777.2017.04.002引用格式:叶斌龙,赵健楠,黄俊.美国2020火星车着陆区遴选进展及对2020中国火星任务着陆探测部分的一些思考[J]•深空探测学报,2017, 4 (4) : 310-324.Reference format: Ye B L, Zhao J N, Huang J. The status of NASA Mars 2020 Rover Landing Site Selection and some thoughts on the Landing Part of China 2020 Mars Mission[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2017,4 (4) :310-324.〇前目人类很早就注意到夜空中红色的火星,古罗马人 称之为Mars,意思为战神。
17世纪以来,人类开始用 望远镜对火星进行观察,发现了火星两极的白色极冠 和反照率变化的表面区域。
20世纪60年代以来,人类 利用飞行器对火星进行飞越、轨道环绕、着陆和巡视 等探测活动。
轨道环绕探测获得了大量的科学探测 数据,大大加深了我们对于这颗红色星球的认识:全 球的地形[1]、地质构造和过程[2]、表面矿物和元素组 成[36]、近地表水的分布[79]、固有的剩余磁场™、重力 场和地壳结构[11]、大气组成及其随时间变化的特征[1215]等。
另一方面,这些遥感数据为后续着陆和巡视探测 提供支持:“海盗号”(Viking)和“凤凰号”(Phoenix)着陆器、“旅行者号”(Sojourner)、“勇气号”(Spirit)、“机遇号”(Opportunity)和“好奇号”(Curiosity)等巡 视器成功地执行了表面探测任务,获得了表面形貌、地 层、矿物和元素成分以及大气-表面相互作用的详细信息。
收稿日期:2016-12-10修回日期:2017-07-05在未来的20年,人类对于火星的探测将进入一个 新的高潮:欧洲航天局(ESA)的新一代火星探测任 务ExoMars2016已经成功发射;阿联酋的火星环绕轨 道器及其科学载荷也正在研制,计划于2020年发射;美国国家航空航天局(NASA)的Insight飞船正在进行 调试,准备2018年发射;样品采集巡视器及其科学载 荷正在紧张研制中,瞄准2020年的发射窗口;为了 2020火星任务的科学产出最大化,NASA已经召集上百 名火星探测的科学家召开了 3次着陆区遴选会议,并确 定了3个备选区。
2017年5月,NASA宣布将于2033 年左右实现载人登陆火星的计划。
中国的火星探测任 务已经开始实施,探测器由环绕轨道飞行的卫星和着 陆探测器(着陆器和巡视器)组成,并计划于2020年 发射。
选择符合工程技术条件,又具有重大科学意义 的着陆区对于中国首次独立自主地开展火星探测任务 并获得新的重大发现十分关键。
本文将首先总结近 20年来国内外火星探测的重要进展和存在的主要科学基金项目:国家自然科学基金资助项目(41403052, 41773061);博士点优先领域基金资助项目(20130145130001);中国地质大学(武汉)中央高校基本科研业务费专项资金(CUGL160402, CUG2017G02)第4期叶斌龙等:美国2020火星车着陆区遴选进展及对2020中国火星任务着陆探测部分的一些思考311问题,进而介绍美国2020火星车着陆区遴选的进展及 我们对中国2020火星任务着陆探测部分的一些思考。
1火星探测科学成果简述与尚未解决的 问题本节主要从生命、气候和地质3个方面来阐述火星 探测的科学成果和存在的问题。
1.1生命国际上探测火星最重要的目标之一是寻找生命。
由于对生命直接进行探测比较困难,NASA把确定火 星上现今或曾经是否存在适合生命生存的环境作为火 星探测任务的一个重要目标。
对于火星生命的探测和 研宄,能够间接帮助我们了解地球早期生命的起源与 演化,具有十分重要的天体生物学意义。
探测数据表明,现在的火星表面寒冷、干燥、氧 化、辐射强,这些条件都不利于生命的生存。
然而,火星的次表层可能出现间歇性的液态水,并很可能是 混合着冰的卤水[1617],因而次表层可能比表面更适合生 命的生存。
在地表数千米以下,较高的温度能够让孔 隙水保持液态,营养物质和水循环可以支持深部地下 的生物圈[_。
最近研究人员在火星南半球中纬度地区 某些撞击坑的坑壁上观察到了一些随季节变化的线状构造---季节性斜坡线纹(Recurring Slope Lineae)。
它们很可能是含高氯酸盐的卤水活动的痕迹@22],但其成因争议很大。
另一个重要的发现是火星大气中的甲 烷。
由于甲烷较为容易发生一系列光化学反应,很难 长期存在于大气中,因此推测火星的某些区域现今仍 在释放甲烷[23]。
甲烷的产生可能是生物成因或非生物 成因,需要进一步的研宄。
火星轨道倾角的变动,也会影响水冰的分布。
现 在其自转轴的倾角大约在25°,但是在过去的一千万年 中,其最大值可达46°[24]。
如此高的倾角使得大气中的 水含量上升,表面的冰层从两极转移到较低的纬度,从而使得赤道附近的地下冰层稳定存在[25_26]。
在次表层 可能形成了宜居的环境。
与现在的环境相比,诺亚纪的火星气候更加温 暖和湿润。
利用遥感数据,前人通过分析火星地貌和 成分信息,发现了大量液态水在表面和地下活动的痕 迹[27_28]。
早期的火星火山作用与撞击作用非常活跃,可能发育热液系统,形成了能够维持生命活动的环 境[29_31]。
大约在西方纪,大部分有流水特征的河道可能 是由于次表层水短时间大量释放形成的[32]。
在地下的 深处,仍可能存在着适宜生命居住的环境。
即使现在有大量的证据表明火星曾经适合生命生存,但一系列问题仍未解决,火星在什么时间和区域 适合生命生存,持续的时间有多长?哪些物化条件影 响着火星的宜居环境?是否有任何形式的生命存在 过?如果有,怎样才能寻找到这些可能存在的生命痕 迹,如在宜居环境中寻找有特定分子结构的有机化合 物、微生物组织纤维等细胞化石、稳定同位素特征、生物建造的沉积结构和矿物证据等?未来我们仍需重点探测火星上多样的适合生命生 存的环境,如湖泊沉积环境、火山热液环境、撞击坑 热液系统等,对这些潜在的宜居环境进行深入研宄。
其中就位探测和采样返回是最有效的研宄手段。
对适 合生命生存的地点和保存生物标记物的地点的沉积 物进行探测,重建火星的沉积历史,了解火星地质、气候和生物过程。
采集样品返回地球进行更深入的矿 物学和地球化学分析,研宄矿物形成和保存的环境 等[27|31|33],有望解决火星是否存在地外生命的问题。
同时,可以在地球上与火星相似的极端环境(如柴达木 盆地)开展相关的天体生物学研宄[34],探索火星生命 存在的可能性。
对于次表层的宜居环境,可以通过研 宄火星大气的微量元素或者利用地球物理等手段进行 探测。
1.2气候对气候的研究目前仍是火星探测的一个重要方 面。
气候深刻影响着可能的生命生存的环境,并与表 面地貌相互作用。
对火星气候的研究也能够帮助我们 了解地球的气候变化。
多年的探测任务获取了大量的数据,表明现代的 火星气候系统非常复杂和多样。
最主要的过程是尘埃 循环、二氧化碳循环、水循环和大气之间的相互作 用。
尘埃会影响大气的辐射特性。
在火星上有多种与 尘埃有关的气候现象,如尘卷风与沙尘暴等[35],但是 尚不清楚它们的成因,也不清楚沙尘暴是如何扩大到 全球范围的[36_37]。
在秋冬季节,大气中的二氧化碳会在 高纬度地区沉降下来形成干冰。
在春夏季节,极冠中 的干冰会升华。
二氧化碳在大气和极区表面之间的循 环导致了火星大气压力的季节性变化[38]。
水蒸气也会 在表面与大气之间循环,形成云、雾和霜。
近年来在 南极极冠中发现了水冰™,推翻了前人南极极冠全部 由干冰组成的认识。
极区堆积物的厚度达到3 000 m[40],含有层状的冰和尘埃,记录了火星过去几百万年来的二 氧化碳循环、水循环和尘埃循环[4142],因此是相关研究 重要的素材。
环绕火星的“火星侦察卫星”(Mars Reconnaissance Orbiter)探测器的 “Mars Climate Sounder”载荷和“火星312深空探测学报第4卷快车号”(Mars Express)探测器上的SPICAM载荷通 过测量不同高度的大气温度来观察大气的循环,发现 火星大气非常活跃[43〜。
2014年入轨的MAVEN(Mars Atmosphere and Volatile Evolution)探测器也为火星气 候研宄带来大量新的认识,如:测量了火星的热层和 电离层的成分结构及其随高度的变化特征,为火星大 气挥发分的逃逸过程提供了制约[15];观察到了极光[45]与距表面150〜1 000 km的尘埃[46];结合“好奇号”(Curiosity)火星车上搭载的采样分析仪获取的表面 大气数据,发现火星在过去的40亿年中损失了大量的 大气,这个结果表明火星早期的大气比现今更加浓 密[47]。
虽然目前我们仍无法了解火星大气散失的全 貌,但这些数据都表明火星上层大气对于火星气候的 演化有着重要的影响,也间接地影响火星的水与环境 宜居性[14]。
另外一个重要的发现是在火星大气中检测 到甲烷[48]。