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我们的征途是星辰大海:下一个目标远征火星!

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发表于 2017-11-9 21:59:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
第一,人类已经找到了火星曾有液态水活动的记录:干枯的河道、湖泊,北半球的海洋盆地,陡坡塌方引起的地下水涌出形成的冲积扇。最新研究认为,火星上的水很可能大量隐藏在地下。第二,中国科学家林杨挺团队关于火星陨石碳同位素的研究揭示,历史上火星很可能曾经存在过生命。这一研究是迄今能够证明火星上可能有过生命活动的最有力证据。第三,火星也有四季变化,火星上的一天跟地球上的一天相近。因此,火星是目前公认的最有望改造成适宜人类生存的行星。
目前,人类对火星的探测有40多次。其中,2011年美国发射了"好奇号"火星探测器,2012年8月,成功登陆火星表面。
"我们的目标是,通过改造火星,把这些地下水引出来,让火星变成一个像我们地球一样的生机勃勃的蓝色星球,使地球、火星成为人类持续发展的姐妹共同体。"欧阳自远说。
科技日报北京10月20日电 (记者付毅飞)十九大代表、中国航天科技集团公司八院院长代守仑20日透露,我国计划在2030年前后实施火星采样返回、小行星探测、木星系等探测方案。
红色的星球:蓝色的梦

如果在火星探测器上配备强人工智能技术,机器人就可以协助宇航员执行任务、完成一系列航天操作和实验。此外,当人类无法预测在何时或何地会有新发现时,机器人还可以通过初步勘探,告诉人类最有价值的观测点,辅助宇航员做决策。
"月球,是地球唯一的天然卫星,人类探测和登陆月球,最多只是跨出了自己的门槛,但我们始终被地球控制着、没有到达过更广阔的太阳系空间。"欧阳自远说,然而如今,人类长大了,探月工程的技术积累和人类对火星的观测研究让我们具备了"离开自己摇篮"的能力,是时候去太阳系中看看地球的"姐妹"了。
中国航天八院院长:中国或于2030年去火星采样
欧阳自远介绍,实际上,中国开展火星探测的可行性论证几乎与探月工程同步。中国首次火星探测任务于2016年4月正式立项,计划在2020年通过一次发射,实现火星轨道器环绕探测和火星车软着陆巡视探测。
欧阳自远解释,火星卫星在天上围绕火星运行,通过环绕遥感探测,可以对火星表面和大气进行综合性全面调查,包括火星的大气层成分与结构、全球形貌、土壤分布、表面物质成分、岩石类型、地质构造、内部结构、地下水的全球分布、火星表面环境变化和火星磁场特征等。火星车在地面上运行,通过软着陆巡视探测,可获得着陆区的气象特征、地形地貌、火星地质构造、表面岩石类型、土壤种类和地下水分布等巡视探测数据,为火星资源环境和科学研究提供基础资料。
代守仑说,为实现目标,由航天科技集团抓总研制的火星探测器分为环绕器与着陆器两部分,共搭载13种有效载荷。
在太阳系中,金星和火星是离地球最近的两大行星。为何各国航天机构都将探测重点瞄准在火星?欧阳自远认为,因为火星最像地球。
不过,火星的自然环境与地球相比依然十分恶劣。例如,火星表面非常干燥、年平均温度零下六七十度、火星大气很稀薄、气压只有地球的百分之一……因此,欧阳自远预测,把火星改造成宜居星球可能还需要多个世纪的不懈努力。
天地协作:"火星轨道器+火星车"组合工作
火星基地:强人工智能将是主力
           
此外,在改造火星初期,人类将在火星上建起一个个巨大的密闭式火星基地。"人是没办法做这件事情的,火星表面气压低、寒冷,要穿很重的宇航服工作,呼吸、行动、体力都是问题,所以必须依靠拥有强人工智能的机器人,明确分工、准确高效地协作完成从原料制造到设备搬运、基地建设,再到基地密闭舱环境调控等一系列复杂任务。"欧阳自远说。
他说,火星探测器与地面最远通信距离约4亿公里,是地月距离的900多倍,"对话"延时长达40多分钟,而且"声音"微弱。要克服信号衰减、传输延时和外界干扰等因素。由于距离太远,大多数情况下探测器需要依靠自主控制,独立完成帆板展开、对日定向、制动捕获、两器分离、故障诊断等功能。此外,火星大气密度仅为地球的百分之一,探测器减速方法差异较大。着陆器以每小时两万公里的速度"撞"向火星,需要通过气动外形、降落伞、反推发动机等多种措施逐级减速,才能安全落到火星表面。
在目前人类的探月工程中,人工智能的应用已经非常广泛。比如,中国的月球着陆器在软着陆月面时,就拍摄了4700多张照片,通过分析这些照片,着陆器可以自主选择一个能让自己的"四条腿"安全着陆的平面。"月球表面坑坑洼洼,在着陆器着陆区附近也有数万个撞击坑,在哪里着陆,身处地球的人类根本来不及指挥,因为将照片传回地球、再由地面发出指令传回月球车有明显的时间延迟,这就要依靠人工智能。"欧阳自远说。
火星,地球轨道外的第一个行星,千百年来人类最为关注的星球之一。随着人类深空探测技术的飞速发展,近年来,各航天大国对火星的探测热情已经超越了月球。
运载能力的大幅提升,使我国空间探测瞄准了更遥远的深空。代守仑表示,我国将针对前述探测计划开展关键技术研究,推动深空探测工程实施。
中国的火星探测计划有哪些亮点呢?欧阳自远认为,美国的火星探测计划是借助"好奇号"火星车将一个配有高精度仪器的巨大实验室搬到火星,而中国的火星探测计划更侧重"火星轨道器+火星车"组合协同工作。
我国或于2030年去火星采样
         
我国首次火星探测任务于2016年1月批准立项,预计在2020年左右,由长征五号运载火箭发射火星探测器,直接送入地火转移轨道,一次实现"环绕、着陆、巡视"3个工程目标,以及空间环境、形貌特征、表层结构等五大科学目标。
近日,《经济参考报》记者独家专访了中国月球探测工程首任首席科学家、《火星科学概论》主编欧阳自远院士,围绕时下人们最为关注的火星问题,揭秘探月之后,人类将如何出征太阳系中的"下一站"——火星。
            
不过欧阳自远认为,目前,深空探测中人工智能的应用并不高级,还处在基于计算机视觉、语音识别、自然语言处理、机器学习等弱人工智能的阶段。不远的将来,人类宇航员将登陆火星,开发出强人工智能的机器人就变得非常有用了。
由于距离火星太远,火星探测器与地球之间的交流可能需要15至20分钟,通信延迟非常严重。因此,在欧阳自远看来,为人类移民火星打前哨并将发挥实质作用的将是一批基于强人工智能的高智能机器人,可以自主独立做出分析判断,而不是浪费太多时间等待地球发来的指令。
在首次火星探测中完成如此任务,在国际上前所未有,面临巨大挑战。代守仑表示,首先需要突破深空超远距离测控通信、火星制动捕获、在轨长期自主管理、稀薄大气减速与安全着陆等关键技术。
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