事实如此浪漫

19世纪的代码帮助21世纪的火星探测器找到出路

好奇心的自画像
好奇号伟大的自画像(NASA/ jpl -加州理工)

B在19世纪40年代,摩尔斯电码是一种开创性的方法,它通过一种叫做电报的热的新型通信媒介来发送信息。今年早些时候,最后一封电报发出了,但莫尔斯电码并没有完全失去作用。由喷气推进实验室(JPL)建造的美国宇航局最先进的“好奇号”火星探测器,利用这种几乎古老的代码来帮助确定它在一个几乎没有地标的星球上的位置,更不用说GPS网络了。

喷气推进实验室工程师、“好奇号”的驾驶员之一马特·赫弗利解释了这个过时的系统是如何被很好地利用的:

对于那些还没有完成这项使命的人,你能简要描述一下它的历史吗?

它于2011年11月26日发布。我们把这个很酷的巨大的漫游者装进火箭,发射到火星。2012年8月5日,它在月球表面着陆。着陆是一个非常壮观的事件,因为这是一个我们必须发射的新系统。这非常令人兴奋,因为这是我们开发的一项新技术,用来让探测器登陆火星。好奇号探测器重900公斤(2000磅)。这是一个六个轮子的探测车,前面有一个机械手臂。

2012年8月,当“好奇号”登陆火星时,它发回地球的第一批图像是什么?

我们看到了传回探测器的第一张图像是Hazcam的图像吗.的Hazcam是一种小型鱼眼摄像机在漫游者的腹部,我们用它在漫游者行驶时寻找障碍。这座美丽的山比北美任何一座山都高。它比麦金利山还高。

对于我们这些参与这个项目的人来说,并不能保证它会成功,所以看到这第一张图片就告诉我这个东西在火星上,我们可以去探索。

到目前为止,探险进行得怎么样了?

这是惊人的。对我来说,有趣的是像这样的任务是工程和科学的真正结合。没有科学家,它只是在火星上开遥控车。有这样的合作真是太棒了。

漫游者的伟大之处在于,风景每天都在变化,可以看到新的岩石,你离你一直在看的山又近了一点。结果非常惊人。

车轮图案的目的是什么?

有一个叫做视觉里程计的东西可以帮助探测车知道它移动了多远。当我们在地形中铺设轨道时,通常会有一个独特的模式,而不是以相同的一致性重复。当轮子转动时,我们并不知道漫游者移动了多远,因为它会打滑。漫游者拍了一张照片,识别了一堆岩石,开了一米左右,又拍了一张照片。然后它观察岩石移动了多远。

但是如果你在没有岩石的沙丘里呢?你可以看看这些痕迹。车轮上的夹板留下了这种重复的图案。举个例子,如果我看着栅栏,闭上眼睛稍微移动一下,然后再睁开眼睛,我真的不知道我移动了多远,因为栅栏看起来是一样的。我需要一个不同形状的纠察队。这基本上就是月球车的情况。

在漫游者的球鞋中隐藏着什么图案或秘密信息?

我们最后做的是创造了一系列的点和横线,恰好用莫尔斯电码拼出JPL。

这是NASA的任务,但我们想要有一点骄傲,用一种微妙的方式留下我们的印记。

好奇号留下的痕迹。莫尔斯电码“JPL”的签名被突出显示。 美国国家航空航天局/姓名

轮子的直径大约是20英寸,那么每次旋转有多少次喷气推进实验室?

每转动一个轮子,喷气推进实验室就会出现一次。到目前为止,我们已经在火星表面走了3.9公里(2.4英里)。在火星表面有很多喷气推进实验室的例子。

视觉里程计如何帮助“好奇号”更准确地驾驶?

当我们开车的时候,我们基本上是让漫游者向前开1米或者转10度。

我们必须非常精确地驱动探测器到达几米外的目标。

我们使用自主导航,让漫游者安全地通过障碍物;有危险的岩石可以伤害它。漫游者拍摄了这一系列的图像,并采用三维地形网格来评估该区域。它会选择最优路径从它现在的位置到达它需要去的地方。所以我们将以一种我们称之为“盲车”的模式开到山顶。

“好奇号”轨道的特写镜头。轮子上的洞(右下)在火星土壤上留下了“喷气推进实验室”的印记。 美国国家航空航天局/姓名

当探测器到达每个位置时,它会做什么呢?

我们一天只和探测车通话两次,所以我们计划了一整天的活动,整个索尔(火星的一天),在这些类型的命令中。我们制作这个列表,然后通过电子邮件发送给探测车,探测车读取列表并执行命令。在一天结束的时候,探测器给我们回了邮件,“嘿,这是你让我拍的照片。”然后漫游者在晚上睡觉,因为晚上非常冷,它依靠太阳能。

火星的一天比地球的一天长30分钟。我们总是在火星时间下午5点上班,无论什么时候。

你怎么和它说话?

当我们向漫游者发送指令时,我们会将指令上传至一个高- - - - - -获得探测器的天线指向地球

漫游者想把数据送回家,但它的能量很低。它只能持续产生大约100瓦的电力。这并不多,因为向地球发送信息的能量非常大。

所以火星侦察轨道飞行器会和好奇心MRO将保存来自“好奇号”的数据,并将其送回地球。我们必须使用这些轨道设备与漫游者进行宽带通信。

漫游者行驶的速度有多快?到目前为止,它已经覆盖了多少地形?75到100米(250到300英尺)是我们现在正在做的。有时我们前面会有一个小山脊,我们只能盲目地走20米。实际上,决定我们能走多远的只是当地的地形。我们通常受到基于能量的总时间的限制,因为我们使用太阳来加热漫游者。通常你要到下午1点才能开始开车,所以你在任何一天都只有几个小时可以开车。

好奇号要去哪里?

我们的最终目标是到达夏普山的底部。我们现在大概有6公里远了。就像你开车旅行一样,到处都有有趣的东西,但你不能在去目的地的路上到处停车。在再走150米之后,我们将在下周中到达我们的第二个科学航路点。我们将在那里进行一些探索,然后继续前往下一个路标。这将是一段漫长的车程,但我们在路上会看到很多很棒的东西。

路径点是什么?

地质学家选择了这些路点,因为它们在通往这座山的路上是独一无二的。我们会做所有的事情,从拍照到训练,做一个更有参与的活动。很多东西在我们到达那里之前都不知道,这也是探索之美的一部分。

显然,关于火星还有很多东西需要揭开。

我们正在为2020年的下一个任务奠定基础。我们的发现为下一批科学家提供了信息他们将继续揭开谜团。

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