索杰纳

火星科考车辆

索杰纳号火星车在1997年由火星探路者号探测器携带登陆火星，索杰纳号火星车进行了人类历史上第一次在火星表面和地球系统以外的巡视探测。

基本信息

简介

名称：索杰纳

发射时间：1996年12月4日

登陆时间：1997年7月4日

失去联系时间：1997年10月7日

国家：美国

任务：火星考察

索杰纳号火星车是由锗基片上的太阳能电池阵列供电的，可在16伏电压下提供最大16瓦的功率。它还装有一个备用的锂电池，可提供150瓦/时的最大功率。当火星车无法由太阳能电池供电时，可由它获得能量。

动力装置

设计中的关键是它的重量，科学家们成功地使它的重量不超过11.5公斤。该车的尺寸为630mm×480mm，车轮直径13cm，上面装有不锈钢防滑链条。机器人车有6个车轮，每个车轮均为独立悬挂，其传动比为2000：1，因而能在各种复杂的地形上行驶，特别是在软沙地上。车的前后均有独立的转向机构。正常驱动功率要求为10瓦时，最大速度为0.4米/秒。

索杰纳号火星车的体积小，动作灵活，利用其条形激光器和摄像机，它可自主判断前进的道路上是否有障碍物，并作出行动的决定。

索杰纳号火星车携带的主要科学仪器有：一台质子x射线分光计（APXS），它可分析火星岩石及土壤中存在哪种元素，并提供其丰度。APXS探头装在一个机械装置上，使它可以从各种角度及高度上接触岩石及土壤的表面，便于选择取样位置，它所获得的数据，将作为分析火星岩石成分的基础。

性能特点

这辆称为索杰纳的火星车，有异常灵活的6个车轮，特别适合在火星崎岖不平的表面行走。小车由美国加利福尼亚州帕萨迪纳控制中心的科学家通过一台24英寸屏幕的工作站电脑操纵。科学家在操纵时采用了最新的虚拟现实技术。科学家们戴着三维眼镜，可以把在火星上空围绕火星运行的飞船拍摄的火星表面三维图像通过屏幕显示成具有深度感的立体视像。科学家可以从各个不同角度观看，操纵索杰纳火星车绕过障碍物，安全地在火星表面漫游。

索杰纳火星车在火星上执行指令的情况，仍由飞船拍摄下来，传送回地球，在电脑屏幕上显示出来。科学家根据这些图像，再决定小车下一步的行动。另外，小车上还安装了5台激光测距仪，可以依靠它们直接侦察周围地形，及时发现障碍物，寻找没有障碍的前进路线。

为了确保索杰纳火星车的安全，这辆小车与地面的联系一刻也不能中断。一旦联系中断，小车会自动停止行走，直至联系恢复，重新获得地球上科学家的指令。航天器的软着陆，一直是航天技术中的难点之一。以前，这种软着陆一般都依赖安装在着陆器上的喷气机械减速，在着陆过程中必须精确地控制着陆器的姿态以及喷气的时间和强度，最终把着陆速度减到零。这种着陆器需要装载十分复杂的控制系统，造价昂贵，而且任何小的差错都有可能造成软着陆的失败。

这次，火星探路者号在火星上的软着陆，采用了一种缓冲气囊。这种缓冲气囊为火星探路者的着陆器穿上了一件蓬松的外衣。

它附着在着陆器各块面板的外侧，每侧有6个气囊，充气后形成一个直径达6米多的球体。这个充气球体可以经受着陆时每秒钟20多米的高速冲撞，保护着陆器内部携带的仪器不受丝毫损伤。这种采用气囊来缓冲着陆的设想，在60年代就已经提了出来，但是制造这种气囊的材料要求极高，当时尚找不到一种符合要求的材料。

美国航天局5年前正式开始研究这种缓冲气囊，通过反复试验，找到了一种防弹衣材料。用这种材料制作的气囊，可以在尖利的岩石上翻滚几十次而不破。

这次火星探路者号在火星上的着陆，是首次使用缓冲气囊。这种着陆技术的试验成功，为以后航天器的软着陆开辟了一条更加安全、简便、省钱的新道路。

几项第一

第一次在地球以外行星上没有经过绕行星旋转飞行就直接在行星上着陆。

第一次在航天器上使用超音速降落的降落伞。

第一次在航天器上使用气囊作着陆时的缓冲。

第一次使用自由下落方式在地球以外行星表面软着陆。

第一次从地球以外行星表面直接传回行星表面的图像。

第一次从地球以外发回彩色三维立体图像。

第一次把一辆可以在一定范围内四处活动的探测车送上地球以外的行星。让人类第一次对火星表面情况有了非常全面和细致的了解。

登上火星

1997年7月4日，美国火星探路者飞抵火星考察。美国的火星探路者是1996年12月4日由德尔塔-2运载火箭发射升空的，经过7个月的飞行，到达火星并在阿瑞斯平原登陆，首次向地球传回了蔚为壮观的火星全景照片。

从1997年7月4日登上火星之后，索杰纳和探路者就开始传回那里的红色岩石的图像及每日的天气情况。在火星上工作的几个月里，索杰纳共行驶了90多米，分析了岩石成分，拍摄了500多幅照片，而登陆器的摄像机共拍摄了16000多幅图像，发回26亿比特的科学数据。索杰纳原来的设计寿命为7天，登陆器为30天以上。然而，索杰纳却工作了3个月，是原设计时间的12倍多。探路者的主发射机直到1997年9月27日才停止工作，它的微型辅助发射机直到10月6日仍发回信号，此后才陷入沉没之中。之后NASA的科学家们经过5个多月满怀希望的努力，想再与索杰纳及探路者取得联系，但终于以失败告终，于是他们把当地时间1998年3月11日下午1时21分作为探路者及索杰纳的死亡时间，这是在它登陆后的第250天。登陆器和火星车的寿命大大超出了科学家们的期望。

贡献

迄今为止，索杰纳已经完成了所有预定的科研考察任务，获得了三大成果。首先，索杰纳向地球发回了数以千计的图像，让人们第一次对火星表面的情况有了非常细致和全面的了解。其次，索杰纳对火星的天气情况进行了大量直接的测量，使人们对火星天气状况有了相当准确的认识。第三，索杰纳第一次能够在火星表面上一定范围内自由活动，对火星的岩石和土壤进行深入的探测。索杰纳确切地判明了火星历史上曾经发生过特大洪水，并且发现了火星的岩石成分与地球岩石比较接近。特别要提一下的是，地球上在1996年8月曾有科学家宣布发现了一块来自火星的陨石，并在这块陨石上发现了几种由生命活动产生的化学物质，从而认为它们是火星上存在生命的证据。但是另一些科学家对此提出怀疑。现在，索杰纳可以根据这块陨石与火星上岩石化学成分的比较，肯定这块陨石确实来自火星。

然而，要彻底解开火星生命之谜，还有许多工作要做，这些工作已经超出了索杰纳的能力。可以说，索杰纳这次火星探测，向地球上科学家们提出的问题，比索杰纳所解决的问题更多。例如，火星上既然曾经有过那么多液态水，后来到哪里去了？怎么会消失的？火星的岩石成分与地球那么相似，是否也经历过与地球相同的地质过程？尤其是，火星上究竟有没有生命，这个问题，索杰纳仍然没有解决。

地球上的科学家已经计划在今后的10年中掀起一个探测火星的新高潮，索杰纳只是这一高潮的一个前奏。在这10年中，每年都将有美国、俄罗斯、欧洲或日本的飞船来到火星，环绕火星进行考察飞行或者在火星上登陆进行考察。

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