如何看待美国「毅力号」探测器成功着陆火星？
2021年2月18日，一个对地球生命而言平凡无奇的日子，却注定被载入人类探索宇宙的史册。在那一天，美国宇航局（NASA）的“毅力号”（Perseverance）火星探测器，经历了一场惊心动魄的“恐怖七分钟”，成功降落在火星赤道附近的耶泽罗撞击坑（Jezero Crater）。这不仅仅是一次技术上的飞跃，更是人类对生命起源、宇宙奥秘孜孜不倦追寻的又一次伟大跨越。
“毅力号”：集尖端科技于一身的火星使者
“毅力号”的诞生，凝聚了无数科学家、工程师的心血与智慧。它的名字本身就传递着一种不屈不挠、勇往直前的精神，这正是人类探索未知所必需的品质。“毅力号”的体型堪比一辆小型SUV，重达1025公斤，它装备了迄今为止最先进的火星探测技术。
核心任务：寻找生命的痕迹
“毅力号”最核心、最令人激动的任务，便是寻找火星上可能存在过的微生物生命的证据。耶泽罗撞击坑之所以被选中，是因为科学家们相信它在数十亿年前曾是一个湖泊，湖岸边还存在着一条古代河流三角洲。这种环境，被认为是孕育生命的最佳场所之一。为了完成这一使命，“毅力号”携带了一套强大的科学仪器：
SuperCam（超遥感照相机）： 这是一台集光谱仪、相机和激光器于一体的多功能设备。它能够通过激光分析岩石的化学成分，甚至能“听”到激光击打岩石发出的声音，从而判断岩石的性质和是否存在有机物。想象一下，就像一位经验丰富的地质学家，远距离就能对岩石进行细致的“体检”。
PIXL（行星X射线岩石生物化学仪）： PIXL能够对岩石表面的元素组成进行非常精密的分析，其分辨率极高，能够分辨出微小的区域，为寻找生命痕迹提供关键的化学线索。
SHERLOC（可辐射成像的有机物和化学环境的搜寻器）： SHERLOC是另一台关键的有机物探测器，它能够识别出岩石表面是否存在碳基化合物，这些化合物是生命的基石。它的名字本身就带有一种“寻找真相”的意味，与“毅力号”的任务高度契合。
MOXIE（火星氧气原位资源利用实验）： MOXIE是“毅力号”的一个大胆创新。它将尝试在火星稀薄的二氧化碳大气中制取氧气。这不仅仅是为了满足未来宇航员的呼吸需求，更是为人类未来在火星上建立基地、实现“就地取材”奠定基础，是人类迈向火星殖民的重要一步。
挑战极限的着陆方式：空中吊车
火星的稀薄大气层是探测器着陆的最大挑战。过低的空气密度不足以让降落伞有效减速，“毅力号”采用了与“好奇号”探测器相同的“空中吊车”（Sky Crane）技术。这一过程充满了戏剧性：
1. 降落伞减速： 在进入火星大气层后，一个巨大的超音速降落伞被打开，迅速降低探测器的速度。
2. 反推火箭制动： 接着，降落伞被抛弃，探测器进入一个由反推火箭驱动的下降阶段。
3. 空中吊车部署： 在距离火星表面约20米的高度，一个装备有8个反推火箭的“空中吊车”与“毅力号”分离。
4. 精准悬停与释放： “空中吊车”在空中悬停，然后小心翼翼地将“毅力号”下降到火星表面。
5. “空中吊车”升空并坠毁： 一旦“毅力号”确认着陆成功，它的脐带缆被切断，“空中吊车”则会加速升空并飞向远处坠毁，以免撞击到“毅力号”。
整个过程从进入大气层到成功着陆，耗时大约七分钟，被形象地称为“恐怖七分钟”。这七分钟里，没有地球的实时控制，探测器需要依靠自身强大的计算能力和预设程序自主完成一系列复杂的操作，任何一个环节的失误都可能导致任务的失败。
火星上的第一位“乘风破浪者”——“机智号”直升机
“毅力号”还搭载了一架名为“机智号”（Ingenuity）的实验性小型无人机。这是人类首次尝试在另一个星球上进行动力飞行。这架身披太阳能电池板的小巧直升机，在“毅力号”着陆后被释放，它的任务是测试在火星稀薄大气层中进行动力飞行的可行性。
“机智号”的成功飞行，开启了人类在其他行星上探索的新篇章。它不仅仅是一个技术验证，更是为未来更复杂的空中探测任务提供了宝贵的经验和可能。试想一下，未来的火星探索，不仅有陆地漫游车，还有在空中侦察的无人机，这将极大地扩展我们观察和了解火星的范围。
历史意义与未来展望
“毅力号”的成功着陆，是人类探索火星历史上的一个重要里程碑，它代表了人类科技的顶尖水平，更是人类对未知世界永不停止的探索精神的体现。
生命的线索： 如果“毅力号”能够找到确凿的生命证据，那将是颠覆性的发现，它将彻底改变我们对宇宙生命的认知，甚至可能改写人类自身的起源史。即使找不到直接证据，对火星地质和化学成分的深入研究，也将为我们理解行星的演化以及生命起源的条件提供 invaluable 的信息。
未来载人任务的铺垫： “毅力号”的许多技术，特别是“MOXIE”的氧气制造能力，以及它收集样本并将其留在火星以备未来任务取回的计划，都是为了给未来人类登陆火星做准备。这艘探测器正在为人类踏上这颗红色星球铺平道路，使其从一个遥远的观测对象，变成一个我们可以亲身抵达并探索的实际目的地。
国际合作与竞争： “毅力号”的成功，也反映了当前全球航天领域激烈的竞争与合作。中国“天问一号”探测器也几乎同期抵达火星，并在后续实现了成功着陆和巡视，这显示了人类在探索火星上的集体智慧和不懈努力。
“毅力号”的旅程还在继续，它将在耶泽罗撞击坑中仔细地挖掘、分析，一步步揭开火星的尘封历史。每一次回传的照片，每一份科学数据，都在为我们拼凑出更完整的火星画像。它不仅仅是一台机器，更是我们人类的眼睛和触角，在遥远的星球上，替我们感受着那份古老而神秘的气息，丈量着我们对宇宙的求知欲的边界。它的名字——“毅力号”，也恰恰道出了人类探索未知所必需的品质：永不放弃，不断前行，直到触摸到宇宙最深处的秘密。
网友意见
不知道要写什么好，整个背景和登陆已经有详细直播和记录。稍微科普一下毅力号上面带的一些奇怪的物件：
1 - 首先是一块名牌
航天爱好者一看就知道这是致敬向太阳系外前进的先驱者和旅行者项目，用同样的记录风格描绘了地球、太阳和火星。太阳上下方的十二组长短线为这次带去的纪念品中的彩蛋之一，喜欢解谜的朋友仔细看一下就会发现那其实是摩斯电码，解读后为explore as one，代表了地球人类探索宇宙的情怀。名牌上装有三个芯片，里面有1093万2295个人的名字，是NASA的“把你的名字送去火星”活动的参加者。之前的好奇号上面也携带有120万个名字。芯片里还装有155篇各地学生投稿为火星车命名的作文，最后脱颖而出的是弗吉尼亚的一位初一学生，正是他提出了Perseverance这个名字。
2 - 然后是一块铝制的牌子
8x13厘米，这是因为新冠赶在发射前加入的，为了纪念这一不平静的发射年，并向抗疫前线的医疗工作者致敬，蛇杖即古希腊医神阿斯克勒庇俄斯的神杖代表医学，上面托起地球和飞离地球的毅力号。
3 - 然后是？
这是毅力号上面的主摄像机Mastcam-Z调校色彩的板子，同时也做为教育性质的日晷使用。和之前的机遇号一样，上面印有“两个世界，一个起点”的字样，周围还印着地球生物的进化史等信息，其中的人类形象再次纪念了先驱者号上的牌子。
在侧边写有下列这段话
Are we alone? We came here to look for signs of life, and to collect samples of Mars for study on Earth. To those who follow, we wish a safe journey and the joy of discovery.
我们是孤独的吗？我们来此寻找生命的痕迹，收集火星的样本回地球研究。对所有我们之后的来访者，愿你旅途平安并体验发现的喜悦。
最后“发现的喜悦”还用各国语言刻上。
4 - 寻找夏洛克
地理藏宝是全世界流行最早也最广泛的GPS游戏，大家用GPS寻找其他游戏参加者在世界各地埋下的“宝藏”，现在，火星上将会存有该游戏历史上最遥远的一个“宝藏”。上图是毅力号上探测有机物质的光谱仪（全名Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals，缩写SHERLOC，夏洛克，[捂脸]为了缩写简直无所不用其极）所用的调校板。为了有纪念意义，调校样本用了制作宇航服的各种材料制成，其中一枚特制硬币是用宇航服面罩的材料制成，同时也做为地理藏宝的宝藏使用。按照该游戏的规则，硬币上必须刻有贡献者的地址，而这个地址就是……伦敦贝克街221B。
另外SHERLOC在毅力号上还和另一台摄影机搭档，你应该猜到了，那台摄影机全名Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering，缩写WATSON华生。华生拍下的照片会上传到毅力号的照片官网mars.nasa.gov，全世界的地理藏宝玩家可以去找哪些照片拍到了那枚硬币。
在上面这个调校板的样本中还包括一片火星陨石，让光谱仪能够辨别火星岩石，这就要提到最后一件东西。
5 - 火星陨石
除了上述陨石切片，火星车上还有一台研究岩石的SuperCam，用激光气化岩石然后和样本分析比较。这个样本也是一枚落在地球上的火星陨石，这枚陨石特异之处在于它之前曾被带到国际太空站上进行研究（上图），所以已经有了太空旅行的体验。
在远古时代因为自然原因飞出火星，漂流来到地球的这枚陨石，当它落在地球上时，古老的裸猿们才刚刚开始驯服火焰。60万年后的今天，人类以科技的力量将其带回到火星的表面，也许这就是星辰大海的浪漫吧。
北京时间2021年2月19日凌晨， 本届火星赛季第三位出发的选手，NASA毅力号探测器（也叫Mars 2020）顺利踏上火星这颗红色星球。八年前将好奇号送上火星的空中吊车黑科技，再次在火星上空上演。
作为好奇号火星车的进阶版，毅力号延续了好奇号的使命，继续寻找火星上可能的水和生命痕迹。
相比好奇号，毅力号不仅升级了很多仪器设备，还携带了一个小型无人机“机智号”。
此外，毅力号还将采集火星的岩石和土壤样品。不过它无法带着样品返回地球，只能先将样品保存起来，留待将来的火星返回任务带回地球。
关于毅力号火星车的详细介绍去年7月发射的时候就写过：
感兴趣的回去补补课，这期就不重复说了。
既然已经着陆成功了，那大家更关心的可能是：这辆价值20多亿美元、凝聚了人类火星探测黑科技的火星车，要送去哪里探测？NASA是怎么做的选择？这么重要的事，估计搁谁都有选择综合征…
火星车选址，有多讲究？
火星车的着陆选址，是很讲究的，因为这既关系到火星车一辈子的行驶安全，也直接关系到火星车可能发现什么样的科学信息。为此，NASA不仅广泛征集建议，还花了五年多时间让工程师和科学家们充分调研和掰头。
着陆区首先需要满足工程上的要求，必须优先选择更安全靠谱的着陆点。对火星来说，这个“安全靠谱”通常需要：
1）纬度较低，最好在南北纬30度以内，这样着陆区温度不会太低；
2）地势较低，让探测器在着陆时可以有更久的大气缓冲时间；
3）地形尽量平坦、易于着陆或抵达；
等等等等。
2013年，共有60多个备选着陆区进入海选，粗筛之后，剩下了32个。
对这些备选着陆点，工程师和科学家们针对多项实际工程需求进行打分排序，主要考虑的工程需求有：需要额外影像数据的质量、能否着陆或驶达、是否需要启用两项精确着陆新技术（范围触发技术和相对地形导航技术）等等。
到2014年的第一次选址研讨会结束时，27个备选着陆区被选中。
在基本满足了安全着陆的工程需要之后，科学家们进一步逐一评估每个着陆点的科学意义：尽管火星如今是寒冷而干燥的生命荒漠，但曾经却有过温暖而湿润的环境，可能孕育过生命。如果火星生命真的曾经存在过，那或许会留下点什么，等待着毅力号来探索。
既然想要寻找生命痕迹，当然要去最可能产生和保存生命遗迹的地方嘛。科学家们考虑了这些指标：是否具有有特色的地质环境和地质历史、是否曾具备生命宜居环境、是否具备保存生物标志物的条件和可能性、可采集到样品的天体生物学和岩石学价值如何。
终于，在2015年的第二次选址研讨会上，毅力号的备选着陆区前8名出炉 [6]。
到2017年第三次选址研讨会，科学家们继续按照科学指标排名，把备选着陆区进一步缩小到了3个 [7]。
三个候选点分别是：
- 古谢夫撞击坑中的哥伦比亚山：可能有过温泉之类的热液环境，勇气号火星车曾经战斗过的地方；
- 杰泽罗撞击坑：可能往复经历过湖水的流入和干涸，有着古老的湖泊三角洲；
- 大瑟提斯东北：曾经温暖而湿润、有过火山活动。
它们都可能曾经有过适宜生命存活的环境。
最后一公里总是最困难的，
火星车只有一辆，地方只能去一个，
但到了最后阶段，每个候选点都有着自己独特而难以割舍的优势。
然而决定还是不得不做的。第四次选址研讨会之后，NASA于2018年11月20日公布了这个千挑万选的“风水宝地”——杰泽罗撞击坑 [8]。
“风水宝地”在哪里？
杰泽罗撞击坑位于北半球赤道附近(18.42°N，77.67°E)，火星从南半球崎岖高地向北半球平坦低地过渡的交界上。
这个坑还位于直径约1500公里的伊西底斯盆地内，2003年，欧空局火星快车号任务携带的着陆器小猎犬2号着陆失败，就埋骨于这个撞击盆地之中。而与杰泽罗撞击坑毗邻的尼利槽沟和大瑟提斯也都曾是毅力号火星车的热门备选着陆区。
除了杰泽罗撞击坑和大瑟提斯东北之外，科学家们还在选址的最后阶段提出过一个位于两者之间的折衷位置，取名也很实诚，就叫中途区（Midway），让火星车从中途区慢慢开往杰泽罗撞击坑。不过这个点最终没有被选中。
湖泊三角洲：保存生命遗迹的“绿洲”？
那么，杰泽罗撞击坑又有什么脱颖而出的独特优势呢？
这个撞击坑直径约45千米，是火星古老的诺亚纪，也就是约41-37亿年前这段时间里被一颗公里级大小的小天体撞击而成的。
撞击坑形成之后，这里曾一度成为一个古湖泊，在火星温暖湿润的年代，湖水可能至少有250米深 [12]，火星上的微生物就有可能在这里生息繁衍过。
这个撞击坑以波黑的“杰泽罗镇”命名，“杰泽罗”这个词在塞尔维亚语中意思就是“湖”。
不过，同为古湖泊遗迹，杰泽罗撞击坑和好奇号着陆的盖尔撞击坑又有所不同。
盖尔撞击坑曾是个封闭的古湖泊，水能进来，但流不出去；而杰泽罗撞击坑则曾是个开放的古湖泊，有入口也有出口。
遥想约35亿年前，液态水从撞击坑边缘流入，切割此处的基底形成了河道，又冲破撞击坑另一侧边缘流出。如今的杰泽罗撞击坑附近，依然至少可以看到两条河道流入坑中，又从另一条河道流出的遗迹。河谷入口处形成的扇形三角洲保留至今，而毅力号火星车就降落在这片三角洲附近。
杰泽罗撞击坑一带还有着富含粘土、橄榄石、碳酸盐等丰富矿物的沉积物，可能是曾经的液态水环境中形成和搬运来的。火星表面强辐射的环境会破坏可能存在过的生命痕迹，但这些三角洲中快速掩埋的沉积物却很有利于生物标志物的保存。
不止流水的改造，火山活动也曾波及到这里。杰泽罗撞击坑底部大部分区域都被火山物质覆盖，坑内发现的高钙辉石和低钙辉石矿物很可能就是火山活动的产物。
再然后，流水退去、火山平息，这里慢慢变得干燥荒芜。随着火星变得“死寂”，之前一直没什么存在感的风掌管了几乎一切。杰泽罗撞击坑底部和诸多火星撞击坑内一样，留下了大量可能至今还在活跃的风成地貌——沙丘和沙波纹。
总结一下呢，杰泽罗撞击坑里简直是一个跨年代、多场景的火星历史博物馆，这里保存着三角洲流水地貌、丰富的矿物沉积物、火山活动产物，以及可能孕育生命和保存生命痕迹的环境…这些都是毅力号火星车梦寐以求的。
毅力号的旅程
行星科学家们在第四次选址研讨会上为毅力号火星车规划了两条行进路线，实际路线会按照具体着陆位置来调整。
着陆之后的毅力号将首先探索这个古老湖泊富含堆积物的河床和三角洲，然后是古湖泊曾经的河岸线，穿过一片片年轻的沙滩和沙波纹，翻越近500米的“高山”，也就是杰泽罗撞击坑的坑缘……这将是毅力号火星车头两年的旅程。
如果毅力号能够和它的前辈们——超长待机的机遇号、好奇号火星车一样争气的话，它将在此后漫长的一生里担任我们人类的“眼睛”和“双手”，领略不同的火星景色，探索丰富多彩的火星地貌，给我们带来更多惊喜和传奇。
而在不远的三个月后，中国的天问一号携带的火星车也将着陆火星，加入这场近距离探索火星表面的征程。
天问一号计划着陆在北半球乌托邦平原一带，不过具体着陆在哪里，还要先等天问一号的环绕器仔细考察一番再做决定。
磨刀不误砍柴工，大家安心等待天问一号的好消息吧~
致谢
本文初始提纲由JustinBl共同完成，感谢Jiannan Zhao等小伙伴的审稿和对本文提升所做的帮助~
拓展阅读
两年之后又两年，欧空局ExoMars宣布退出2020火星赛季
参考资料
[1] Perseverance Arrives at Mars: Feb. 18, 2021 (Mission Trailer)
https:// mars.nasa.gov/resources /25473/perseverance-arrives-at-mars-feb-18-2021-mission-trailer/
[2] Mars Helicopter to Fly on NASA’s Next Red Planet Rover Mission
https://www. nasa.gov/press-release/ mars-helicopter-to-fly-on-nasa-s-next-red-planet-rover-mission
[3] NASA plans Mars sample-return rover
https://www. nature.com/news/nasa-pl ans-mars-sample-return-rover-1.15207
[4] https://mepag.jpl.nasa.gov/reports/MEP/Mars_2020_SDT_Report_Final.pdf
[5] Mars2020第一次研讨会
https:// marsnext.jpl.nasa.gov/w orkshops/index.cfm
[6] 2015年8个候选点
https:// mars.nasa.gov/mars2020/ timeline/prelaunch/landing-site-selection/eight-potential-sites/
[7] 2017年3个候选点
https:// mars.nasa.gov/mars2020/ timeline/prelaunch/landing-site-selection/
[8] NASA | NASA Announces Landing Site for Mars 2020 Rover
https://www. nasa.gov/press-release/ nasa-announces-landing-site-for-mars-2020-rover
[9] Tim Goudge报告
https:// marsnext.jpl.nasa.gov/w orkshops/wkshp_2017_02.cfm
[10] Mars2020 Landing Site Working Group 2.0
http:// murray-lab.caltech.edu/ Mars2020/
[11] Weiss, B. P., Russell, C. T., Anderson, B. J., Kirschvink, J. L., Golombek, M. P., Raymond, C. A., & Murphy, N. (2014, March). Mars Compass: a magnetometer for the Mars 2020 rover. In Lunar and Planetary Science Conference (No. 1777, p. 2696).
[12] The Planetary Society | We're going to Jezero!
http://www. planetary.org/blogs/emi ly-lakdawalla/2018/jezero-landing-site-mars-2020-rover.html
[13] Horgan, B. H., Anderson, R. B., Dromart, G., Amador, E. S., & Rice, M. S. (2020). The mineral diversity of Jezero crater: Evidence for possible lacustrine carbonates on Mars. Icarus, 339, 113526.
[14] Mars2020第四次研讨会Jezero撞击坑最终评估报告
https:// marsnext.jpl.nasa.gov/w orkshops/wkshp_2018_10.cfm
出品：科普中国
制作： @haibaraemily
监制：中国科学院计算机网络信息中心 @中国科普博览
“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。
本文由科普中国融合创作出品，转载请注明出处。
这样的新闻再多来十个。
技术细节不再赘述，谈谈感想。
最近满眼的娱乐圈八卦，从代孕到出轨，从吸毒到离婚，从外遇到外围女横飞，人类社会需要娱乐，需要润滑剂助力，但是润滑过头会滑坡，搞到娱乐至死就不好了。
另一方面在亿万里之外的深空，中国，美国和阿联酋组成的史无前例的火星探测舰队已经纷纷入轨，美国登陆以后中国也要登陆，美欧甚至要做采样返回，他们为人类的未来做着突破性的探索，每一步都在创造历史。
毅力号新闻的后续是很快火星上就飞直升机了。
娱乐八卦新闻的后续基本是某某演员要出新片了。
珍爱生命，远离娱乐圈八卦。
几百年后，三观不正的垃圾娱乐新闻会被人忘记的渣都不剩，火星探测舰队的这次远航却必将被牢牢铭记。
立此存照。
虽然“毅力”号成功登录火星已过去数月，但是将航天器和人类送入太空一直都是推动地球技术不断突破边界，勇创新高的试验场。
要想完成一次长途跋涉的火星探测，有以下几个难点需要解决：
1. 如何为探测器的运作提供充足的电力；
2. 如何应对宇宙和火星极端环境下的辐射危害。
作为NASA/JPL的技术合作伙伴，ADI不断利用创新，与NASA/JPL合作开发能够承受发射时的极高重力、满足严格的质量标准，并能够适应严苛太空环境要求的元器件和系统。带着刚刚提及的两个问题，小A想和大家分享一下ADI是如何解决这些问题，助力NASA/JPL的“毅力”号完成探索太空的又一大里程碑。
利用高性能电源管理支持任务执行
电力是探测器执行仪器、通讯、移动和科学活动的动力之源。对于这项为期11年的探测器任务，可靠的电源和电池寿命至关重要。“毅力”号基于高压电池总线运行，以实现高效率。但是，对于火星探测器99%的电子系统来说，总线直接提供的电压输出又太高了。如果不能有效地对中间电压进行降压，该探测器将浪费大量电能，并且电池也需要更频繁地充电。
作为NASA/JPL的技术支持伙伴，ADI提供了关键的电源管理解决方案。高压、同步、电流模式的控制器作为接口，将中央电池总线的高压电源转换为运行所有探测器组件(IC)所需的较低电压。抗辐射控制器提供高水平的转换效率，同时最大限度地减少电源浪费。功率损耗会产生热量，多余的热量会损害组件。而在火星稀薄的大气层中，消除多余的热量则更有挑战性。
精密抗辐射技术增强辐射耐受性
在地球磁场保护范围之外飞行的航天器会受到太阳辐射的有害影响。辐射会产生随机误差，使处理设备复位，甚至损坏元器件。辐射影响包括：
- 单粒子效应：单个离子或粒子撞击设备的特定区域，导致出现各种奇怪现象和误差。
- 总电离辐射剂量(TID)：在部件的整个使用寿命期间，电离辐射对部件产生的长期累积效应。TID可能会导致偏移，例如增加某些元器件的供电电流。
- 位移损伤(DD)：大粒子（例如中子）可以破坏硅芯片的晶体结构，造成物理损伤。
凌力尔特（LTC）工程师（LTC于2017年被ADI收购）与NASA/JPL合作确定了适合用于太空环境的部件。他们采用各种各样的工艺来减轻或增强辐射耐受性。
“当IC无法正常工作时，他们会联系我们，提出具有挑战性的问题。我们会派员工前往德克萨斯大学城，解决辐射认证过程中的问题”，ADI现场应用工程师John Guy表示。“有一次，我们最初的元件设计师和FAE一起来检查辐射测试过程中是否出现了任何异常行为。”当时，该设计师和FAE与NASA/JPL的工程师一起合作，共同分析问题，进行测试，确定是应用层面的问题还是核心设计问题，并开发出最终的抗辐射产品。
“毅力”号上包含执行火星探测任务所需的关键的63个ADI元器件。ADI市场经理兼应用工程师Kristen Chong表示：“这些部件涉及从RF/μW到运算放大器、从电源管理到数据转换等多个领域。我们将继续与NASA/JPL合作，迎接新的太空计划挑战。”
ADI与NASA/JPL的合作可以追溯到20世纪80年代初，双方一直致力于推动突破技术极限，开发关键元器件、自定义程序和抗辐射技术。无论其功能是什么，或要执行什么任务，每个元器件都要面对最恶劣的环境条件，包括极端重力、振动、温度波动和辐射。
NASA/JPL的“朱诺”号太空探测器于2011年8月5日发射升空，历时近5年，穿越深空中的各种极端环境，于2016年7月4日抵达木星周围的轨道。“朱诺”号探测器的任务是：了解气体巨行星和其他行星是如何形成的。“在太阳系所有的恶劣辐射环境中，木星可能位居第一”，Kristen Chong表示。“木星的磁层在其范艾伦辐射带中捕获了大量辐射，这个量远远大于我们行星周围或太阳系内的其他行星周围的辐射带。”这使得“朱诺”号成为一项极具风险的任务，需要大大提高其电子设备的抗辐射性能。”
ADI的AD590S是一种抗辐射温度传感器，被用于执行“朱诺”号任务。当宇宙飞船从它所环绕的行星的阴影中出来，然后进入到太阳的直射光线中，温度范围时刻都在变化。即使被置于阳光下，宇宙飞船内部面向太阳的一面和背向太阳的一面之间的温差也会很大。这些温度波动会对太空探测器内部的集成电路产生显著但可预测的影响。从温度传感器获取的信息可用于调整和补偿宇宙飞船上的温度变化。
在使用了近20年之后，ADI的AD590仍在继续收集温度数据。作为运行记录的佐证，AD590S被NASA/JPL选中，用来执行2020年度“毅力”号任务。
着眼于未来的质量控制、性能和寿命
40多年来，ADI一直与NASA/JPL合作开发能够承受太空中最恶劣的环境条件的抗辐射技术。这些元器件不仅性能出色，而且在许多情况下超出了所有预期，甚至超过任务要求规定的年限数年甚至数十年。
像NASA/JPL一样，ADI展望未来，渴望处于创新的中心——保持好奇心，学着适应，并且能够打破传统思维。如果说ADI过去50多年的历史教会了我们什么，那就是：未来的新技术突破将推动工业走上新的道路，并以如今我们无法想象的方式塑造我们的世界。我们的愿景是解决最复杂、最有意义、最具影响力的挑战，并保持领先。
“毅力”号火星探测器任务，以及接下来的许多任务都只是宏大计划的一小部分。NASA负责在2024年之前让宇航员重返月球，并且计划在2028年之前建立持续载人计划，为人类探索火星做好准备。ADI决心继续携手NASA/JPL参与这场伟大的探索。
最后，让我们再来看一段由工程师Kristen Chong带来的分享，看看她对“毅力”号火星探测器成功登陆火星的感受，以及我们能从中学到的东西。
没啥可看的。
一回生，二回熟。多去几次就是端着饭碗到邻居家串门。
“你家吃啥哪，这么香？”
北京时间 2021 年 2 月 19 日凌晨 4 点 55 分，毅力号火星车成功着陆火星。由于已经有了火星侦察轨道器、大气专家MAVEN等做信号中继服务和对着陆地点进行详细勘察，且NASA已经对火星有了全方面的了解，可以抵达火星后直接着陆。
一、它的着陆过程“死亡七分钟”发生了什么？
火星表面引力仅为地球的38%，稀薄大气仅为大气平均密度的不足1%，着陆可以像在地球一样使用空气阻力和降落伞结合的方式减速，然而最后的速度依然会很大，必须通过主动的动力制动减速，最终降落到火星表面。根据着陆地区高度和地貌的不同，总的着陆过程时长仅为7-8分钟。
火星距离地球非常遥远，最近时也在5500万千米级别，最远可达4亿千米，这意味着从地球到火星的通信往返时间为6-45分钟，还要考虑二者同时在自转、太阳辐射、空间天气等因素的干扰，直接导致整个登陆过程不可能由地球上人工控制和监测完成，必须依靠着陆系统自主完成。因此，火星着陆过程又被描述为“黑色七分钟”，甚至“死亡七分钟”。
毅力号着陆的过程包括1000多个动作，这一切需要在7分钟左右精准完成©️NASA
在抵近火星后，火星车会最后一次与地球通信，确保各个系统正常工作。随后火星车与提供通信和动力模块脱离，期间姿态控制喷气发动机工作，严格控制着陆轨迹角度与方向。如果角度过大就会超过隔热层能忍受的极限，如果过小任务就会像打水漂一般滑入深空。在飞到火星上空100余千米、调整完角度后，被保护的火星车开始冲击进火星大气，“死亡七分钟”正式开始。毅力号和好奇号将会采用基本相同的着陆流程，本文以好奇号的实际数据为例说明着陆过程。
被严密保护中的毅力号冲进火星大气©️NASA
在45千米高度处，火星车隔热层热量达到巅峰，它的温度达到了惊人的2100摄氏度。在各种内部高科技保护和外部隔热层的巨大牺牲下，火星车所处的温度仅为10摄氏度左右。在这个过程中大气也实现了减速效果，速度降到450米/秒左右。在距离火星表面仅11千米时，由80根线连接、50米高、15米直径的巨大降落伞打开，这是人类在其他行星上用过的最大降落伞。
通过降落伞又继续工作75秒后，整个火星车的速度终于降到了仅有90米/秒，这已经是隔热大底和降落伞拼尽全力工作的极限，但依然足以让火星车摔得粉身碎骨。包括好奇号和毅力号在内的各种火星车最终着陆前大概都是这个速度状态，依然还不够慢，需要进一步减速。
NASA三代火星车尺寸对比©️NASA
在最终减速降落阶段，不同火星车的技术路径会走向不同方向。按照规格和复杂程度，人类有过三类火星车：
第一类以验证技术为主，体型仅为十余千克，例如苏联火星2/3号和美国探路者号携带的火星车，功能简单，采用定点着陆器携带和气囊弹跳方案减速降落；
第二类以勇气号和机遇号为代表，体型超过200千克，携带相对复杂的仪器，采用气囊弹跳和火箭反推方案减速降落。我国的天问一号也是此类，总重约240千克，采用着陆器携带降落并在着陆后释放出来；
第三类以好奇号和毅力号为代表，体型已经超过900千克，能力有限的定点着陆器携带和气囊弹跳已经无法完成使命，而必须采用人类行星着陆最高科技，空中吊车技术。
好奇号/毅力号降落过程中空中吊车技术最后一步（动图）©️NASA/JPL
这种方案将火星车着陆系统分成两部分，上部分是一个拥有8枚强力反冲火箭持续工作的空中吊车，在下降过程中它将火星车保护在中心。随后火星车被释放并被三根最长可达7.5米的尼龙绳悬挂着，另外有一根负责信号和控制指令传输的“脐带”电缆传输数据。随着减速过程高度逐渐降低，火星车的结构动力系统和动力系统逐渐展开，底部的传感器通过“脐带”向空中吊车报告实时状态。
在空中吊车的悬停和精细操作下，火星车缓慢靠近地面，感应到稳定接触火星地表后尼龙绳和电缆将会在瞬间被切断。随后空中吊车会用尽所有的能量向尽量远地方飞去，最终坠毁。通过这种方式，巨大的火星车被释放到火星表面。
要知道，这几乎相当于把一辆家用小轿车从迪拜塔上扔下来后，中途启动空中吊车（好奇号的空中吊车启动时运动速度高达90米/秒、距离地表数百米），在短短几十秒内将相对速度减到几乎为0，悬停避障并稳稳释放火星车。而由于火星车上精密仪器的存在，对冲击力的容忍程度非常低，相当于家用轿车的报警系统也不能被触发，难度可想而知。
毅力号空中吊车技术会进行进一步升级（动图）©️NASA
而由于毅力号的预计着陆区域处在远古河流的三角洲区域内，地形地貌复杂，它的空中吊车还需要做进一步改进。需要它高度智能，自主规避风险区域，选择最优路径将火星车放到最理想的地点。如果说好奇号的空中吊车可以将它从迪拜塔安全“扔到”地面上，那么毅力号的空中吊车则可以将它精准“扔到”停车位里。
整体技术非常困难，NASA都直言不讳的说成功率只有40%左右，但最终毅力号终于成功了，可喜可贺！
二、毅力号着陆后意味着什么？
即便继续使用了好奇号的基准平台和成熟的空中吊车技术，但由于各种技术改进和更先进的仪器设备，毅力号并没有变得更便宜，目前的预算已经超过了27亿美元，已经超过了好奇号的25亿美元。由于同样使用放射性同位素热电机/核电池技术，它的寿命也极有可能像好奇号一样不断延期（从2012年工作至今）。毅力号几乎毫无疑问会成为人类历史上最昂贵的一部车。
它的重量大约为1025千克，但可以换回约50吨黄金。
成功着陆，意味着它的主要科研任务都可以开展了，它们都代表着人类行星探测的最高科技。
相比较好奇号专注于分析火星土壤和岩石的物质组成，毅力号则专注于寻找生命的痕迹。它携带的X射线光化学荧光光谱仪，可以更加精细测定土壤和岩石的精细元素构成。所携带的新型地下雷达成像仪则直接可以探测地下十米以内的水冰和盐水含量，并辅助监测有机物的含量。
好奇号降落到火星后的一张自拍（举着相机的机械臂已被PS掉）©NASA
毅力号在好奇号的功能之外，主要带有四个超级绝活：
a. 携带了一套火星制氧实验装置，可以将空气中二氧化碳转化为氧气。对于人类未来的载人登陆火星任务，几乎不可能将返回火箭发射时用的巨大燃料储备送到火星地表，难度过大。而从火星空气和土壤中提取甲烷、液氧、液氢等燃料无疑成为最佳选择。而氧气的制备，无论对于未来人类的生存还是火箭燃料来源，意义不言自明；
机智号火星直升机艺术效果图 ©NASA/JPL
b. 携带了一台“火星直升机”。虽然火星的大气密度和气压连地球的1%都不到，但毅力号将释放一台仅重1公斤的超强直升机机智号，能够实现每次最多3分钟的工作时间。它可以极大扩展毅力号的探测范围，单次可以最多探测1公里左右，这将是人类历史上首次将有翼飞行器送入其他星球。要知道人类第一个火星车旅居者号在7天工作时间内才爬行了100米左右距离，而这个直升机每天的工作距离都是它的十倍之远！
遍布镜头的毅力号 ©NASA/JPL
c. 携带了共计23台照相机，历史之最。除了工程和避险相机外，这23台中还能实现彩色成像、三维成像、微距成像、紫外激光器等一系列复杂功能。因此毅力号的功能也将大大提升:它不再需要停下来一块一块分析土壤和岩石，当发现值得研究的目标时，仅需调动相关相机就可在几米开外详细研究。
计划接应并执行采样返回火箭发射任务的火星探测器艺术图 ©NASA/JPL
d. 在人类首次探测火星已经60年后，毅力号将开启采样返回的新一轮挑战（俄罗斯曾经尝试两次但不幸失败），这个火星车将会收集值得研究的火星土壤或岩石样本，通过欧洲和美国任务的不断接力，由下一个专注于发射火箭返回的探测器将样本送回地球。火星车纵然已经功能强大，但和地球上的专业实验室相比还不可同日而语，如果能够带回地球研究，得到的结论必将让人大吃一惊。
这四个只是主线任务，其他方面还有很多。毅力号成功着陆，将意味着人类对火星的了解更进一步，我们距离真正踏上火星越来越近了。
在人类迈出那一小步之前，从未想过自己可以如此伟大。踏上火星的这一小步，将使人类从此成为一个跨越行星的物种。
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