天问一号都携带了哪些仪器 天问一号有哪些设备( 二 )


美国凤凰号火星着陆器用铲子刨出来的冰


至于中国的RoSPR,工作在两个频段上,一个能探测10至100米深度,米级精度;另外一个探测10以内深度,厘米级精度 。从雷达性能角度来说,天问火星车上的RoSPR超越了毅力号的RIMFAX 。


  1. 研究火星表面物质组成,开展表面矿物组成分析 。分析火星古代湖泊,河流和其他景观中存在的风化的碳酸盐,这些矿物是由地球上过去存在的水引起的,例如赤铁矿,层状硅酸盐,硫酸盐水合物甚至高氯酸盐矿物,以建立与过去火星水的联系 。轨道器和火星车上的光谱仪以及多光谱摄像机专用于此目标 。
这是通过矿物分析来寻找火星上的水 。天问火星车上的光谱仪进行分析之前,先要通过一束激光,把火星表面的物质化成一缕青烟,然后再通过光谱仪分析青烟中的物质成分 。如果探测到了氢氧元素,那就是发现了水
激光加热火星表面物质


  1. 研究火星大气电离层及表面气候与环境特征,开展火星电离层结构和表面天气季节性变化规律研究,以及更广泛的大气研究 。
天问一号轨道器上有两个分析仪,对火星大气进行研究 。其中的离子和中性粒子分析仪,能实现对离子和能量中性原子进行能量、方向和成分的探测,用来研究火星大气逃逸机制、太阳风与火星的相互作用 。而在“天问一号”探测器飞向火星阶段,火星离子与中性粒子分析仪还对太阳风离子进行探测,研究太阳风在行星际的传播特性 。
太阳风对火星大气影响很大


天问一号在飞向火星的过程中,能量粒子分析仪测量了从地球至火星的带电粒子分布情况,可以提供抗辐射设计所需的参考数据,从而保护航天器、以及未来探索火星的宇航员的安全 。在火星附近,可以分析带电粒子分布情况,可以与磁强计、离子和中性粒子分析仪等仪器配合,联合分析火星大气逃逸的原因 。
美国的MAVEN,2014年入轨


作为对比,美国在2013年发射的火星轨道器MAVEN,携带了类似仪器,专门研究火星大气及太阳风对火星的影响 。
天问一号火星车


天问一号火星车上面还有个气象测量仪,不过功能就比较简单了,就是测温、测风、测气压,再加上麦克风,到时候大家可以听一听火星的声音 。这也是继毅力号之后,第二个记录火星声音的仪器 。
  1. 研究火星的内部结构,其磁场,其地质演化的历史,其质量的内部分布及其引力场 。轨道器和火星车上的磁强计以及雷达专用于此目标 。
磁强计搭载在轨道器上,测量火星周边磁场情况,努力绘出火星的磁场图 。总之,天问一号虽然是中国第一次成功入轨的火星探测器,携带的仪器设备还是挺完善的 。中国一个天问一号,把MRO、MAVEN、火星快车等欧美多次发射的轨道器主要功能一次性都给办了 。
欧洲的Mars Express
不知道大家注意到没有,在五项主要任务里,头三项都和水有关 。第四项关于火星的大气,第五项关于火星的磁场 。为什么这么多的任务要和水有关呢?水是火星上最重要的资源之一,尤其是对未来的载人登火任务而言,登陆地点附近最好有水 。有了水,就可以通过电解的方式生成氢和氧 。氧用来供宇航员呼吸,同时也是火箭的氧化剂;而氢本身就是火箭燃料 。如果火箭使用甲烷,氢与二氧化碳反应可以生成甲烷 。
天问一号要寻找合适火星车降落的地点


为什么天问一号要在轨道上运转好几个月,才会投放火星车?不仅仅是为了等待良好的天气条件和寻找平坦的地方,主要是希望火星车着陆地点附近,最好能有水源 。天问一号预定降落的位置是火星上的乌托邦平原,大致地点见下图 。


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