你知道天问一号去火星干什么吗？

来源：NASA TV

在看这篇文章之前，我来问个问题：你知道天问一号去火星干什么吗？

找天线宝宝？还是海绵宝宝？

谁在叫我？

你知道天问一号着陆火星的设备是什么吗？

火星车呀！

他长什么样子？我不知道...

与此同时，为了给今天(30号)即将发射的毅力号 (Perseverance) 火星探测器造势，NASA美国国家航空航天局通过“火星倒计时”的直播开展了一场全球大科普：

毅力号火星概念图来源: NASA

什么是毅力号火星探测车？有什么特殊的？

这次去火星的主要目标是什么？到了之后要干什么？怎么干？

科学家们在兴奋什么？

反正我是看的很激动，已经全然忘了是国家间的太空竞赛了，而是一个让全人类都为之兴奋的红色星球之旅。相比之下，天问一号除了知道它“发射成功”之外，然后就没有然后了。更有趣的是，央视在报道天问一号的时候，用的竟然是SpaceX龙飞船的背景图，知乎上也有天文研究员吐槽全网竟找不到一张天问一号的设备图。

于是其他公众号也只能无奈借用NASA的毅力号设备图，来诠释我们的大愿景。

好像有点儿像？

因为我没有胡编乱造的本领，而且觉得NASA的科普做的很好（竟然听懂了大部分==）。在这里就写一篇介绍昨天NASA在“火星倒计时”的这场大科普中都说了啥，也许大家可以对应脑补出我们自己的版本。

火星2020

我们今天在肯尼迪航天中心，邀请了NASA和JPL的5位科学家来和大家分享2020红色星球计划以及支撑它实现的，背后的科学和工程创新。火星2020的目标

Mars 2020的三个主要目标：

第一个不用多说， 寻找生命的存在迹象 。

第二个目标，就是NASA强调的不能再强调的 样本回收（sample return） 。从整个火星车的设计理念就可以看出，几个主要的创新点都是为了采集样本作准备（后面会提到）。

另外，火星之旅作为其他可能存在生命的太阳系其他地点探险的重要一步，这一次毅力号将在红色星球上接受技术和工程能力的检验，它发现的东西能解释什么问题，以及它发现的东西会带来什么新的问题。

这次任务将让我们期待，太阳系内其他可能合适的目的地：木星(欧罗巴)和土星(土卫六)的卫星也可能有潜在的环境可以容纳生命。-Beyond the Mars

毅力号的创新7min安全着陆

首先，毅力号的着陆区域其实已经选定了。NASA选择了Jezero Crater陨石坑作为它的着陆点，因为科学家们认为该地区曾经被水淹没，是古代河流三角洲（delta）的所在地，最有可能发现生命的痕迹。

Jezero Crater 陨石坑讲述着一个数十亿年前潮湿的火星。35亿年前，河道从火山口壁上溢出，形成了一个湖泊。科学家看到的证据表明，水把周围地区的粘土矿物质带入了火山口湖中。可以想象，微生物生命可能在其中一个或多个潮湿的时期生活在Jezero。如果是这样的话，可能会在湖床或海岸线沉积物中发现它们的痕迹。

Jezero Crater来源: NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL

确定了着陆区域之后，下一步就是down to MARS了，在火星上能安全着陆不像想象中那么容易，尤其是当下面的陆地充满了危险的时候，比如有陡坡和大岩石时。

而且着陆时间，只有7分钟。

这里就要提到一个非常重要的技术， 相对地形导航（Terrain relative navigation） 。

相对地形导航技术 来源：NASA

根据NASA的描述， Terrain relative navigation 是这样工作的：

轨道器绘制了着陆点的地图，包括已知的危险。

漫游车将该地图储存在其计算机 "大脑 "中。

在降落伞上下降时，漫游车对快速接近的地表进行拍照。(图中1)

为了弄清它的方向，漫游车迅速将图像中 "看到 "的地标与它的车载地图进行比较。(图中2)

如果它正朝着直径达约985英尺（300米）的危险地面前进（大约相当于两个并排的职业棒球场的大小），漫游车可以改变方向，转向更安全的地面。(图中3)

为什么相对地形导航很重要？

因为一些最有趣的探索地点位于棘手的地形中。这些地方有特殊的岩石和土壤，可能保存着火星上过去微生物生命的迹象。

到目前为止，这些潜在的着陆点有很多都是禁区。由于在具有挑战性的地形上着陆的风险太大，因此过去的火星任务，99%的潜在着陆区域（着陆椭圆）都避开了危险的斜坡和岩石，以确保安全着陆。有了相对地形导航技术，探测器可以在更多，也更有趣的着陆点着陆，而风险却大大降低。火星表面任务

毅力号火星车 来源：NASA

着陆之后，开始干活，采集样本。

毅力号比之前的好奇号*做了很多的创新。

摄像头（camera）：摄像头增加到23个，且可以彩色成像，视野更广；手臂前置的摄像头可以使手臂运动更精准，火星车内部的摄像头可以拍摄采集到的样本的图像。更有趣的是，在毅力号上，不仅有摄像头，还第一次安装了麦克风，人类可不满足于只是接触，我还要听到你红色星球的心跳声。

来源：NASA

移动能力（mobility system）：在没地图、GPS的火星上，自动驾驶（self driving）似乎是火星车的必备技能。毅力号不仅在速度上是好奇号的三倍，在性能上采用了独特的轮子能够适应更复杂的地形。更重要的是，它可以通过可视化计算技术VCE (Vision Compute Element) 实现边思考边行动（thinking while driving)，和前面提到的相对地形导航在着陆时的作用相似。火星车将拍摄照片并构建地图，分析照片中的障碍物或斜坡，预测前方的路径。

新能力（capabilities）：在上面的设备图中，SHERLOC 和 PIXL代表了火星车的最新战斗力， 让我们不仅能看到某个邮票大小区域的颜色和质地，还可以呈现有机物的化学组成，更好地捕捉一切具有生命特征的迹象。

*SHERLOC安装在火星车的机械臂上，使用光谱仪、激光器和照相机寻找被水环境改变的有机物和矿物，这些有机物和矿物可能是过去微生物生活的迹象。来源：NASA样本超速封装（sample caching system）：这个技术可以让采集样本的管子内部保持绝对清洁，这里的干净不是说瓜果无残留，而是指管子内无微生物（microbial) 存在。为的是保证当管子返回地球的时候，能够保证这里面的物质一定是纯火星来的（没有掺杂任何地球物质）。

*好奇号是一辆美国宇航局火星科学实验室辖下的火星探测器，主要任务是探索火星的盖尔撞击坑。好奇号在2011年11月26日北美东部标准时间10:02于卡纳维拉尔角空军基地进入火星科学实验室航天器，并成功在2012年8月6日协调世界时05:17于伊奥利亚沼着陆。

NASA是怎么做科普的

最后我们来聊聊NASA是怎么做科普的。

NASA：你应该知道毅力号要去火星干什么

天问一号：我不确定你应不应该知道我要干什么火星版以你的名字呼唤我

NASA的毅力号上天，虽然没有在朋友圈看到谁在谈论，但是Twitter上到处都是###。NASA在全世界范围内收集 #火星倒计时 的祝福短片，并且发起了 #把你的名字送到火星（Send your name to Mars) 的船票活动，虽然只是名字去但依然很激动啊。

杰西的船票（也想申请船票请后台回复：MARS）。来源：NASA火星和孩子，我都要

直播的最后环节是问答，世界各地的观众可以通过打电话或推特留言问问题，这期间有个小细节让我印象很深，有个场外观众提了一个问题给美国喷气动力实验室NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL)项目总负责人Jennifer Trosper。

观众：作为三个孩子的母亲，你更偏爱毅力号还是孩子们？

从这个问题，其实可以感受到一种暗示：科学家为了这次任务付出了多少，可能牺牲了多少家庭的时间等等，但是没有什么煽情的，Jennifer大大方方的开玩笑，

“我可能更偏爱上一个rover（火星车），因为那个任务让我遇到了我丈夫，才让我有了这一切。”

“毅力号当然和孩子们一样重要，因为它寄托了部分 who I am，以及我希望这个世界是什么样子的。毅力号将是变革性的，它第一次让人类能够采集火星记忆的碎片，并带回我们自己的星球。”「毅力」号名字的由来

来源：BBC

「毅力号」这个名字，是NASA在美国发起了一场面向K-12年级的学生（从幼儿园到17-19岁）作文竞赛中产生的。像之前的火星车Spirit和Opportunity以及好奇号(Curiosity) 的命名都是这么来的。

NASA从收集到的28,000篇小作文中选出了9个，然后让大众投票决定最终的名字。最终，弗吉尼亚州13岁的小学生Alexander Mather的命名「毅力」从清晰、勇气、耐力、坚韧、智慧、毅力、承诺、坚韧和远见 (Clarity, Courage, Endurance, Fortitude, Ingenuity, Perseverance, Promise, Tenacity and Vision) 中脱颖而出。

（害，又学到了9个拍马屁的好词儿）

我猜这个孩子应该对火星车很熟悉了，并且这个经历也极可能影响他之后的生活和梦想。写到这里，想到昨天小佳姐发给我的一张图，再想想我们的科普真是。。。

任重道远啊。

最后想说，这篇是昨天看完直播后即兴写完的，没有延展太多细节，也可能有翻译错误。

但因为深知自己如果拖延就会一直拖下去了，而且写作就是抓住留在这一刻的感受，所以还是先发出来啦～也欢迎大家来给我科普天问号的相关以及好图！！

我还做了一个毅力号的宣传片混剪，在第二条推送。Enjoy ;)

References

https://mars.nasa.gov/resources/25005/mars-2020-perseverance-rover-sample-caching-system/

https://mars.nasa.gov/mars2020/timeline/landing/entry-descent-landing/

https://www.nasa.gov/image-feature/jezero-crater-landing-site-for-the-mars-perseverance-rover

https://www.pscp.tv/w/1ZkJzmvbDkdGv?t=215

https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/instruments/sherloc/

https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/rover/microphones/

https://www.zhihu.com/question/408629815/answer/1360032980?utm_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=55403601723392&utm_content=sec

https://trs.jpl.nasa.gov/bitstream/handle/2014/46186/CL#17-0445.pdf?sequence=1&isAllowed=y

本文来源：胖车库Jessie
原文标题：你知道天问一号去火星干什么吗？

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编译者/作者：胖车库Jessie

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