2020年7月23号,我国首个独立火星探测任务天问一号搭乘长征五号遥四火箭,从文昌航天发射场成功升空,奔向火星。笔者有幸小小参与过“天问一号”火星车项目的一小部分测试工作,因此听闻上面这个消息,激动得无以言表,在自己的小房间里来回乱转。正好这几天,今年高考考生的成绩也会陆续公布,考生们未来的人生,都将在填报的志愿中渐渐规划。这两个宏大的规划,在今年有了重合。
不妨大开脑洞——如果我们把“天问一号”火星车也看作是一位即将迎来大考的考生,他毫无疑问是个理科生。经历了多年的艰苦卓绝的设计、验证和实验,携带着多个学科的技术和心血结晶的他,会选择什么专业?会填报哪些志愿?那天问一号火星车携带的七种主要的科学有效载荷。
地貌学是研究地表形态特征及其发生、发展和分布的规律的学科,又称地形学,是地质学与自然地理学之间的边缘学科。
这个学科在地球上有着悠久的历史,打从人类出现在地表上,我们就在观察和研究地表。但是,人类对火星的表面形态特征却知之甚少,火星对于我们还是一片陌生而新奇的领域。作为人类的最重要的感官——视觉,是我们了解和观察世界最重要的途径。火星探测器作为人类感官的延伸,视觉同样是无比重要的。天问一号火星车的眼睛,就是一对“导航地形相机”。
地形相机将负责不断观察和记录天问一号火星车的周边环境,一边配合火星车的自主行走、避障,一边作为科学数据记录下来,在每天的例行汇报中传回地球。
现代的固体地球物理学,是用物理学的观点和方法研究固体地球的运动、物理状态、物质组成、作用力和各种物理过程的综合性学科。所谓物理方法,包括了重力、电磁场、机械波(地震波)等等。天问一号火星车,搭载了一套次表层探测雷达,为深入研究火星土壤层、沉积层和冰层等地质结构提供科学数据。次表层雷达地接收天线就像两根胡须,位于天问一号火星车的前部,向左前方和右前方伸出。其通过电磁波,来研究固体火星的特征。
很多人都有异于常人的眼睛,比如二郎神有天眼,艾吉奥有鹰眼,葫芦娃二娃有千里眼,宇智波有写轮眼,小鸟游六花有邪王真眼。各有各的天赋,各有各的异能。天问一号火星车也不例外。他携带了一组多光谱相机。这种相机可以对多种光谱进行成像,包括人眼不可识别的红外光,紫外光。从这些多光谱成像里,我们可以探索物质隐藏起来的秘密。多光谱相机安装在地形导航相机的中间,也可以辅助地形导航相机的工作。
不过,其最主要的工作,是观察不同光谱的火星地表影像,进而研究火星表面物质组成。识别火星表面岩石类型,探查火星表面次生矿物,开展表面矿物组成分析。
作为有大气层的行星,火星的气象和大气性质,也是天问一号感兴趣的内容。天问一号携带了一套气象科学套件:“火星气象测量仪”,可以测量温度、压力、风向、风速,还可以录制火星大气的声音。比起前面的技能,气象测量仪似乎朴实无华。但是,在情怀和浪漫程度上,不遑多让。我们不光可以看见火星,借助气象测量仪,我们还可以听见火星,感受到火星拂过我们的头发的速度(虽然火星上更多是狂暴的沙尘暴)。
抬头看天,我们的地球有着独属于自己的天空;火星也一样,那里的空间环境迥异于地球,包括其高层大气,磁场。天问一号火星车本就已经不凡,但他还不满足于研究火星的地表,他还想要抬头,探索火星的天空。在火星车的桅杆的不同位置,安装了两枚火星表面磁场探测仪。之所以安装两枚,是因为天问一号本来就是一个强的磁场源。如果想要测量火星相对很弱的环境磁场,必须要用这种差分的方式,将天问一号火星车本身的磁场减掉。
可以说,天问一号火星车,多才多艺,他填报了多种多样的志愿,可以进行各种各样的科研活动。不过,与我们高考的考生们不同,我们希望天问一号火星车,能够被所有的志愿方向,同时录取,一切顺利!航天城的食堂很好吃,通宵值班时候的提子饼干很好吃,在轰鸣的温箱旁边,吃到的新鲜的橘子也很好吃。很幸运能与天问一号(那时候你还没有名字)一起度过那么多快乐的时光,现在我满怀希望地送别你,并衷心地祝福你。