向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

当今科技水平足以支撑人类登陆火星了吗?

时间:2018-11-28 作者:Rich Quinnell 阅读:
美国航空航天局NASA的无人探测器“洞察号”经过长达六个月的飞行之后,于美东时间11月26日下午2点54分成功降落在火星上。整个降落过程由NASA科学家远程操控,这次耗费近10亿美元的任务将首次研究火星深处…

就在几个月之前,由于火星(Mars)和地球围绕太阳公转的位置变化,使其达到自2003年以来最接近地球的距离。对于某些人来说,这么近距离的接触(好吧,也许3,600万英哩听起来并不是真的那么近),让人不禁又联想到长久以来梦想着征服这颗红色星球的载人探险和可能的殖民计划。bCwEETC-电子工程专辑

然而,正如广受喜爱的著作和电影《火星人》(The Martian),以及即将发行的国家地理(National Geographic)纪录片《火星时代:第2季》(Mars: Season 2)所暗示的,对于火星的这些梦想一直是人类的心愿。在最新一期的Aspencore特别报导中,我们将探索实现这一愿望背后的现实挑战和技术。bCwEETC-电子工程专辑

人类希望将触角从地球延伸到火星的原因有很多。太空企业家马斯克(Elon Musk)认为,成为多行星物种是确保人类长久生存于宇宙的重要一步,许多人也同意这一看法。此外,包括美国地质调查局(US Geological Survey)也正在探索让人类延续在地球之外的外星生命时所能取得的大量资源。bCwEETC-电子工程专辑

181108_RQ_mars1_287-min.pngbCwEETC-电子工程专辑

商业太空探索正为可能实现的火星之旅逐步降低成本(来源:SpaceX)bCwEETC-电子工程专辑

这种可预期的好处激发了人们的想象力,但是真正在火星上展开人类探险,还有更实质的利益。近几世纪以来,为了解决一个特定问题而开发的技术以及所花的时间,已经在多种其他意料之外的广泛领域找到新的应用,以符合更实际的需求。这正是我们得以期望采用已开发的相同技术协助将人类送到火星的最佳理由。bCwEETC-电子工程专辑

当然还有很多问题需要解决。例如,我们如何透过这些探险家携带的资源,为预期一整年的旅程或直接在火星上提供一个维持在太空生活的环境?我们如何保护探险队员(及其设备)免于遭受可能的辐射?如何克服各种问题,让探险队员离开火星后能安全地返回地球?bCwEETC-电子工程专辑

181108_RQ_Mars_3_400-min.pngbCwEETC-电子工程专辑

火星,诱人的星球(来源:NASA)bCwEETC-电子工程专辑

那些关注于登陆火星并将其与1960年代登月计划进行比较的人们指出,登陆火星的旅程时间更长了100倍,挑战也更加困难(而且更昂贵)。但是这种比较显然并未将人类在过去半世纪以来取得的知识和技术进步纳入考虑。bCwEETC-电子工程专辑

相较于之前的登月之旅,如今要展开火星之旅的情势已经变得有利了。国际太空站(International Space Station;ISS)向我们传授了很多关于在太空中生活的现实,这些在1960年代只能是各种猜想。现在的智能手机功能比起阿波罗(Appollo)任务中的计算机更强大了数千倍,而且成本也更低。私人企业也在致力于降低登陆太空的成本。bCwEETC-电子工程专辑

自1960年代起用于打造高可靠性电子系统的许多实验和创新技术,现在已经发展成熟甚至成为主流了。例如高度可靠的软件设计和操作系统,已经是现在汽车、飞机、工业和电信系统中的常见元素。计算机系统甚至个人处理器中的硬件冗余也很常见。1990年代的生物圈(Biosphere)实验,教会了我们如何建立一个独立和自给自足的生活环境,进一步的实验也在展开中。bCwEETC-电子工程专辑

此外,目前的研究重点也在解决火星探险的其他挑战。美国太空总署(NASA)的一些计划正致力于探索如何在太空中种植食物(根据研究显示,目前已经可以在火星上种植马铃薯了),同时也找到在火星居住时如何产生可供人类呼吸的空气了。如今正开发中的太阳电池可以从二氧化碳(CO2,火星空气的主要成份)中产生氧气和可燃烧的燃料,预计将能够满足勘探者在火星上生活以及为回程载具供电的需求。bCwEETC-电子工程专辑

此外,为了解决在外星生活的问题,业界陆续开发出其他计划。例如NASA甚至拟定了一项计划,期望减轻侵蚀火星大气层的力量,也许这个星球最终可以变得适合人类居住,不必再仰赖气密避难所。bCwEETC-电子工程专辑

但是,无论这些远大的计划是否能实现,或者即使在另一个世界殖民最终证实超出了我们的资源,在地球上进行这些尝试也极具价值。从拥有轨道太空站所带来的诸多好处,即证实了这一点。为火星探险而设计的技术,也将在落实于其他应用中带来意想不到的好处。例如,太阳能电池不仅可用于从CO2中产生氧气和燃料,同时还可用于储存能量,以及减少导致家中温室效应的气体。bCwEETC-电子工程专辑

通往火星之路既令人兴奋又充满挑战。首先,设计人员需要学习如何处理辐射,并确保软件与硬件执行的可靠性。bCwEETC-电子工程专辑

编译:Susan Hong,EET TaiwanbCwEETC-电子工程专辑

qrcode_EETCwechat_120.jpgbCwEETC-电子工程专辑

关注最前沿的电子设计资讯,请关注“电子工程专辑微信公众号”bCwEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Rich Quinnell
ASPENCORE全球技术执行主编。Rich Quinnell专注电子技术行业已超过15年,主要报道半导体、嵌入式系统、通信和测试相关话题,为EDN,TMW和许多其他出版物撰稿。 在成为技术记者之前,他曾服务于Matrix Imaging、Cooper LaserSonics和约翰霍普金斯大学应用物理实验室(JHU / APL)等公司,担任嵌入式系统设计师和工程项目经理十多年。 他拥有电气工程和应用物理学位,并在通信、计算机设计和量子电子学方面进行了很多研究工作。
您可能感兴趣的文章
  • 掌握太空电子设计的变化趋势 传统的卫星转发器采用模拟、RF弯管式结构,适用于电信和广播电视应用,它们接收上行链路信息,然后将其载波频率转换而用于下行链路。如今的有效载荷要高级得多,可提供星上解调再生方案来改善信噪比,提供数字波束成形技术来控制和优化性能以满足不断变化的链路需求,并能用直接数字化和重构IF/RF载波取代传统的频率转换。
  • 中国公民在美获刑40个月,因向中国非法出口技术? 美国司法部10月18日发布新闻稿说,美国亚利桑那州地区法官胡梅特瓦10月16日,以违反《国际紧急经济权力法》,意图出售军事和太空技术给中国为由,判处39岁的中国公民李涛(音译Tao Li)40个月徒刑。 美国司法部的新闻稿指出,2016年12月到2018年1月间,李涛伙同中国的其他人设法要购买抗辐射功率放大器和监控电路,并将它们非法从美国出口到中国……
  • 一种电子器件散热新方法——片上冷却 从AI芯片和超大规模数据中心,到航空航天应用以及所有集成到电动汽车中的器件,这些处理密集型应用正在产生大量的热量。而传统的热管理技术已无法应对处理这些热空气的挑战。最近,麻省理工学院的一个分支机构提出了一种冷却电子器件的新方法。该方法采用的小型液体喷射器可直接集成到电子器件中。
  • 深圳制造中国首颗极地遥感专用卫星,预计9月升空 8月14日,“三极遥感星座观测系统”的首颗试验卫星——京师一号在深圳包装入箱,预计在今年9月发射升空。南极和北极遥感系统通过每天对极地区域的全覆盖观测,对支撑国家北极航道开发和环境保护意义重大。
  • 回到50年前,和阿波罗11号宇航员一起登月! 为了庆祝人类首次登月50周年,一个神奇的网站——“阿波罗11号实时体验(Apollo 11 in real time)”上线了,从这里我们可以了解这次伟大行动中的技术成就,听听阿姆斯特朗、奥尔德林和柯林斯在执行任务之间的闲聊,并在月球样本被装进容器的那一刻找到它……
  • “人的一小步,人类的一大步” -- EETimes阿波罗登月50 五十年前的七月二十日,人类首次涉足另一个星球。这是一个奇异的时刻,是人类历史上为数不多的所有人都能分享见证的大事之一。在第一次月球漫步50周年之际,我们来回顾一下NASA太空计划。除了最新的报道,我们还附上了2009年的40周年专题文章。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告