好奇号火星探测器的组成结构

采用2台（其中一台为备用）IBM特制型号的电脑，可以承受-55和70度气温变化以及1000戈瑞的辐射水平。

硬件：IBM PowerPC 750为基础的RAD750处理器（可以提供400MIPS运算能力），256KB EEPROM，256MB DRAM，2GB 闪存。

软件：NASA采用VxWorks *** 作系统。VxWorks由Wind River Systems（已被Intel收购）开发，是在大量嵌入式系统中采用的实时 *** 作系统。之前的火星探测器（旅行者、勇气号、机遇号）、火星侦察轨道器都采用VxWorks。

好奇号与地球的直接数据带宽大约8Kbit/s左右，但与火星探测器2001火星奥德赛号的最理想传输带宽则能达到2Mbit/s，而2001火星奥德赛号与地球的带宽为256Kbit/s。当探测器从漫游车上空飞过时，每次能通信八分钟，最多能传输250Mbit的数据，而这250Mbit数据需要花20多分钟才能传输到地球。

寿命：“好奇”号的设计寿命是一个火星年，也就是大约687个地球日，或者669个火星日。 减速伞：火星科学实验室的减速伞是飞往火星的最复杂的太空舱。设计必须考虑到它的庞大体积和重量，它是被发往这颗红色行星的最大的火星车，需要降落在火星上的精确位置上。

隔热板：“好奇”号的隔热板和圆锥形后壳是有史以来在这方面最大的。它们使该火星车的外壳宽达15英尺（4.5米），比以前的火星车使用的隔热板都大，甚至比把宇航员送往月球的“阿波罗”号飞船使用的隔热板还大。用来保护火星车“机遇”号和“勇气”号的隔热板宽8.5英尺（2.6米），“阿波罗”号使用的隔热板宽不足13英尺（4米）。

它在这颗红色行星上降落过程中，为了把高温挡在外面，这个隔热板是用一种被称作酚碳热烧蚀板（PhenolicImpregnated Carbon Ablator, PICA）的材料制成的。这是火星任务第一次使用这么大的隔热板。酚碳热烧蚀板是由美国宇航局的艾姆斯研究中心发明的，这种材料作为美国宇航局回归地球的太空舱“星尘（Stardust）”号的隔热板，首次飞入太空。科学家利用“星尘”号太空舱收集一颗彗星的粒子并于2006年把样本带回地球。 核电池提供稳定动力：“好奇”号的动力由一台多任务放射性同位素热电发生器提供，其本质上是一块核电池。因为使用了核动力。该系统主要包括两个组成部分：一个装填钚-238二氧化物的热源和一组固体热电偶，可以将钚-238产生的热能转化为电力。这一系统设计使用寿命为14年，也高于太阳能电池板。该系统足以为“好奇”号同时运转的诸多仪器提供充足能量。“好奇”号的设计行程将超过19公里，并将在火星表面攀登高山。1997年，由“火星探路者”号携带升空的“旅居者”号火星车着陆。与这位重约10公斤的老前辈相比，“好奇”号要先进得多。

天空起重机：美国宇航局专门为“好奇号”火星车设计了一套复杂的着陆程序。该火星车进入这颗红色行星的大气后，将借助一个大降落伞把它的隔热板及后壳扔掉，以减慢下降速度，然后再利用被称作“天空起重机（Sky Crane）”的推进器慢慢下降。这个起重机将利用电缆把该车放在火星表面，然后它会飞走最后坠毁。首次使用一种被称作“天空起重机”的辅助设备助降。由于难度高、风险大，美国航天局称之为“恐怖7分钟”。“天空起重机”和“好奇”号组合体在经过大气摩擦减速和降落伞减速后“天空起重机”开启8台反冲推进发动机，进入有动力的缓慢下降阶段。当反冲推进发动机将“天空起重机”和“好奇”号组合体的速度降至大约每秒0.75米之后，几根缆绳将“好奇”号从“天空起重机”中吊出，悬挂在下方。距离地面一定高度时，缆绳会被自动切断，“天空起重机”随后在距离“好奇”号一定安全距离范围内着陆。“好奇”号于2011年11月26日发射。它将在火星表面着陆探测，以查明火星是否曾经存在适宜生命存在的环境。与到2011年仍在火星上探测的“勇气”号和“机遇”号火星车相比，“好奇”号个头要大得多，所携带的探测设备更多、更先进，在火星表面的连续行驶能力更强，它将是下一个10年中美国火星探测项目的“开篇之作”。 其它设备

桅杆相机：（以下简称MastCam）是“好奇”号的主要成像工具，负责拍摄火星地貌的高解析度彩色照片和视频，供科学家进行分析。MastCam由两个照相系统构成，安装在“好奇”号主车身上方的一个桅杆上。在“好奇”号在火星表面行进时，MastCam能够获得很好的视野。MastCam拍摄的照片将帮助任务组驱动和 *** 控“好奇”号。

火星手持透镜成像仪：（以下简称MAHLI）功能相当于一个超级放大镜，允许地球上的科学家更细致地观察火星上的岩石和土壤。这台仪器可以拍摄小到只有12.5微米（不及一根人发的直径）的地貌特征彩色照片。MAHLI安装在“好奇”号的5关节7英尺（约合2.1米）机械臂末端，本身就是一个工程学奇迹。形象地说，这台仪器就是科学家的一个高科技手持透镜，将对准他们希望对准的任何地方。

火星降落成像仪：（以下简称MARDI）是一台小型摄影机，安装在“好奇”号的主车身上，负责拍摄“好奇”号降落火星地面过程的影像。届时，这辆火星车将借助一个悬浮的火箭动力太空起重机完成降落。MARDI将在“好奇”号距离火星地表1英里（约合1.6公里）或2英里（约合3.2公里）时启动，此时的“好奇”号将丢弃隔热板。在“好奇”号触地前，这台仪器将以每秒5帧的速度拍摄影像。MARDI拍摄的录像将帮助“火星科学实验室”任务组规划“好奇”号的火星之旅，同时为科学家提供登陆地——直径100英里（约合160公里）的盖尔陨坑的地质信息。

火星样本分析仪：（以下简称SAM）是“好奇”号的心脏，重83磅（约合38公斤），占到“好奇”号所携科学仪器总重量的一半左右。SAM由3个独立的仪器构成，分别是质谱仪、气相色谱仪和激光分光计。这些仪器负责搜寻构成生命的要素——碳化合物。此外，它们还将搜寻与地球上的生命有关的其他元素，例如氢、氧和氮。

SAM安装在“好奇”号主车身内。“好奇”号的机械臂通过车外的一个进口将样本送入SAM。所采集的一些样本将来自于岩石内部，利用机械臂末端2英寸（约合5厘米）的钻头钻入岩石提取。这是第一个安装可提取岩石内部样本的工具登陆火星的火星车。

化学与矿物学分析仪“（以下简称CheMin）可用于确定火星上的矿物类型和数量，帮助科学家进一步了解这颗红色星球过去的环境。与SAM一样，“好奇”号的机械臂通过车外的一个进口将样本送入CheMin进行分析。分析时，这台仪器向样本发射X射线，根据X射线的衍射确定矿物的晶体结构。克里斯普在接受太空网采访时表示：“在我们看来，这就像是在变魔术。”X射线衍射是地球上的地质学家使用的一种重要的分析技术，从未在火星上使用过CheMin将帮助“好奇”号进一步了解火星矿物的特征，超过它的前辈“勇气”号和“机遇”号火星车。

化学与摄像机仪器：（以下简称ChemCam）可以向30英尺（约合9米）外的火星岩石发射激光，使其蒸发，而后分析蒸发的岩石成分。借助于这台仪器，“好奇”号可以研究机械臂无法触及的火星岩石。此外，ChemCam同样可以帮助任务组在远处确定是否应该派遣“好奇”号前往一个特定的地带进行探测。ChemCam由几个不同组件构成激光器安装在“好奇”号桅杆上，旁边是一台摄像机和一架小型望远镜。3台光谱仪安装在车身上，通过光纤与桅杆上的设备相连，负责分析蒸发的岩石样本中受激电子发出的光线。

阿尔法粒子X射线分光计：（以下简称APXS）安装在“好奇”号机械臂末端，负责测量火星岩石和泥土中不同化学元素的数量。届时，“好奇”号将让APXS与样本接触，APXS通过发射X射线和氦核进行分析。这些“d药”能够将样本中的电子撞出轨道，进而产生X射线。根据放射出的X射线的特征能量，科学家能够确定元素的类型。“机遇”号和“勇气”号安装了早期版本的APXS，用于揭示水在影响火星地貌过程中扮演的角色。

中子反照率动态探测器：（以下简称DAN）安装在“好奇”号主车身背部附近，将帮助火星车寻找火星地下的冰和含水矿物质。这台仪器将向地面发射中子束，而后记录下中子束的反d速度。氢原子往往延缓中子的速度，如果大量中子速度迟缓，便说明地下可能存在水或者冰。DAN能够发现地下6英尺（约合2米）浓度只有0.1%的水。

辐射评估探测器：（以下简称RAD）体积与一个烤面包机相当，在设计上用于帮助准备未来的火星探索任务。这台仪器负责测量和确定火星上所有类型的高能辐射，包括快速移动的质子和伽玛射线。RAD的观测数据允许科学家确定宇航员暴露在火星环境下时将受到多大剂量的辐射。此外，这一信息也有助于科学家了解辐射环境对火星生命的产生和进化构成多大障碍。

火星车环境监测站：（以下简称REMS）安装在“好奇”号桅杆中部，是一座火星天气监测站，负责测量大气压、湿度、风速和风向、空气温度、地面温度以及紫外辐射所有这些数据汇聚成每日和每季报告，帮助科学家详细了解火星环境。

火星科学实验室进入、降落与着陆仪：（以下简称MEDLI）并不是“好奇”号携带的仪器之一。这一装置内置在隔热板中，负责在“好奇”号穿过火星大气层过程中对其进行保护。在“好奇”号穿过火星大气层过程中，MEDLI也负责测量隔热板经受的温度和压力。这些信息将帮助工程师了解隔热板的状况，同时利用这些数据改进未来的火星探测器。

导航相机：好奇号在桅杆上装有两对导航用的黑白3D相机,每个有45度的视野。主要用于辅助地面控制人员规划好奇号的行动路线。

化学相机：用高能镭射在远达七米外气化分析目标，通过分析过程中发出的强光，来测定目标物的成分。

避险相机：好奇号在四个角落的较低位置各装有一对避开障碍用的黑白3D相机,每个约有120度的视野。它们主要用来防止好奇号意外撞上障碍物，并在软件的帮助下，让好奇号能够在一定程度上自主决定行走路线。

机械手臂：好奇号的机械手臂备有钻头，可钻入岩石内部采集样本，并在机身内进行化验，将分析结果及时回传地球上的NASA。

携带这些“科学武器”的“好奇”号相当于一个标准的野外地质学家，其能力足以令此前的任何火星着陆器相形见绌。以核燃料钚提供动力的“好奇”号在火星表面的连续行驶能力和机动能力都更强。美国航天局火星探测项目主任道格·麦奎斯申认为，“好奇”号是航天局“极为重要的旗舰项目……重要性与哈勃（太空望远镜）相当”。

天问一号总重约5吨，由环绕器和着陆巡视组合体两部分组成，着陆巡视组合体包括着陆平台和火星车祝融号两部分，两者都打包装在气动外罩内。环绕器重约3175千克，着陆器重约1585千克，火星车祝融号重约240千克。

火星车计划开展约90个火星日的巡视探测，在此期间，环绕器会停留在通讯中继轨道（近火点265公里、远火点12500公里，周期约8.2个小时），为火星车和地球传递信息和数据。

之后，环绕器会降轨至科学探测轨道（近火点265公里、远火点12000公里），计划在这个轨道上对火星全球展开1个火星年（约2个地球年）的近距离遥感探测，同时可以兼顾火星车的数据通讯。

天问一号探测任务：

天问一号探测任务的三大科学问题：

（1）探测火星生命活动信息；

（2）火星的演化以及与类地行星的比较研究；

（3）探讨火星的长期改造与今后大量移民建立人类第二个栖息地的前景。

天问一号探测的五个科学目标：

（1）火星形貌与地质构造特征；

（2）火星表面土壤特征与水冰分布；

（3）火星表面物质组成；

（4）火星大气电离层及表面气候与环境特征；

（5）火星物理场与内部结构。

以上内容参考 百度百科－天问一号

---