NASA 好奇號 Curiosity.

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1 NASA 好奇號 Curiosity

2 前言 人類為什麼要探測火星?

3 前言 火星探測 1600年代開始使用望遠鏡對火星進行觀測 1964年12月28日
美國的水手4號是有史以來第一枚成功到達火星並發回數據的探測器

4 前言 1960年代至今的火星探測概述 1960年代 蘇聯火星計劃 美國水手號探測計劃

5 前言 1970年代 美國水手號探測計劃 海盜號探測計劃 續蘇聯火星計劃 (火星3號減速傘殘骸)

6 前言 1990年代 火星觀察者號(衛星) 火星全球居旅者號 火星拓荒者號 第一台火星探測車

7 前言 現代 火星探測漫遊者 2007年 鳳凰號

8 前言 2012年 火星科學實驗室 好奇號

9 JPL, Boing, Lockheed Martin
好奇號簡介 好奇號 所屬單位 NASA 主製造商 JPL, Boing, Lockheed Martin 任務類型 探測火星氣候及收集地質資訊 發射時間 November 26, 2011, 發射設備 Atlas V 541 (AV-028) 發射地點 卡納維爾角空軍基地 地球重量 900 kg 動力來源 放射性同位素熱電機（RTG） 著陸日期 及 著陸地點 2012年8月5日 05:17UTC 蓋爾撞擊坑的伊奧利亞沼

10 簡介 成果 2013年9月19日，根據從好奇號得到的進一步測量資料，NASA科學家報告，並沒有偵測到大氣甲烷存在跡象，可能火星不存在生命。 2015年9月26日，火星探測車好奇號發現火星土壤含有豐富水分，大約為1.5至 3重量百分比，顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。

11 好奇號vs.機會號 好奇號與機會號比較 好奇號 機會號

12 好奇號vs.機會號 好奇號多了: 1.更好的相機 2.機械手臂 3.行動化學實驗室 4.雷射光束 5.並會從泥土、岩石中鑽取粉末，分析數十個樣本。

13 火箭的升空與降落

14 第一節 由液態氧及煤油為燃料 發動機為俄羅斯的RD-180火箭發動機 純粹升空用，飛高高、好棒棒 請看VCR-<升空45秒處開始

15 第二節(半人馬座火箭) 慣性導航系統 控制擎天神運載火箭和半人馬座火箭的燃料槽壓力及燃料使用量 可以在真空環境下重複點燃 從橢圓的地球同步軌道轉為圓形的地球同步軌道 最高的燃燒比率 請看VCR-<降落>

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17 進入火星大氣層時打開一個超音速降落傘讓裝著探測器的噴射裝置
減速 需要安全地從天空起重機(sky crane)分離 降落傘脫離

18 火星探測器、火星衛星、火星車研究實例

19 水手4號(探測器)

20 水手4號(探測器) 發射日期 : 1964年11月28日 14:27:23 重量 : 公斤 國籍 : 美國 貢獻 : 傳回了21幅照片共計5.2MB數據。 特色 : 第一個成功飛越火星的探測器。 任務目標 : 火星附近執行行星際的地表及粒子測量，並提供進行長途星際飛行的工程技術的經驗及知識 能源 : 太陽能電池

21 水手9號(衛星)

22 水手9號(衛星) 發射日期 : 1971年5月30日 重量 :558.8 公斤 國籍 :美國 貢獻 : 拍攝了火星全貌，發回7329張照片，確認火星上並不存在運河，其中包括一條4800公里長的大峽谷，被命名為水手谷 特色 :第一個環繞火星飛行的人造衛星。 任務目標 :大氣研究，並且繪製超過70%火星地表 能源 : 太陽能電池

23 海盜1號、2號(衛星著陸器)

24 海盜1號、2號(衛星著陸器) 發射日期 :1975年8月20日 重量 :572 公斤 國籍 :美國 貢獻 : 傳回的資料分析火星表面的水很可能與固態二氧化碳一樣，被凍結在南北兩極的極冠中 特色 :海盜2號意外地監測到一次火星地震 任務目標 : 生物研究、化學分析、氣象、地震學、地磁學以及地貌、火星表面和大氣物理 能源 :兩個鈽-238放射性衰變電池

25 火星探路者(衛星)

26 火星探路者(衛星) 發射日期 :1996年12月4日 重量 :264 公斤 國籍 :美國 貢獻 : 它攜帶的旅居者號(火星車)， 是人類送往火星的第一部火星車 特色 :三年的發展和低於1億5000萬的成本 任務目標 : 成像儀(磁強計和風速計) 大氣層和氣象學的感測器 日後和奧德賽號成為好奇號的資料傳送衛星 能源 :太陽能電池

27 旅居者號(火星車)

28 旅居者號(火星車) 發射日期 :1996年12月4日 重量 :10.5公斤 國籍 :美國 貢獻 : 1.證實了海盜號21年前的發現，幾十億年前火星阿瑞斯平原曾發生過特大洪水 2.發現了幾種由生命活動產生的化學物質，從而認為它們是火星上存在生命的證據 特色 :人類送往火星的第一部火星車 任務目標 : 對火星上的岩石和土壤進行探測和分析 能源 :太陽能電池

29 奧德賽號

30 奧德賽號 發射日期 :2001年10月24日 重量 :264 公斤 國籍 :美國 貢獻 : 85%的影像和其他資訊是通過奧德賽號的中繼傳回地球 特色 : 2008年5月28日，NASA報告在火星發現大量氫原子，代表可能有大量水或冰在火星地表下數公尺處。 任務目標 : NASA用來與火星表面探險者通訊的主要中繼站，並且將繼續用來與好奇號漫遊車通訊 能源 :太陽能電池

31 機會號(火星車)

32 機會號(火星車) 發射日期 : 2003年7月7日 重量 : 185公斤 國籍 :美國 貢獻 : 發現了火星上的第一個隕石、防熱護盾岩(Heat Shield Rock) 特色 : 1.維持90個火星日的任務 2.超過2年時間在研究維多利亞撞擊坑 3.機會號的里程數是39.4公里，打破了NASA在地球外的 無人探測車移動記錄 能源 :太陽能動力

33 機會號任務目標 : 測量礦物、岩石和土壤的分布區域和成分。 測量何種地質作用造成當地的岩層 協助判定軌道器對火星作觀察所用的儀器是否準確和有效。 搜尋含鐵的礦物質並鑑定和定量特定種類礦物，EX : 含鐵碳酸鹽。 尋找液態水曾經存在的可能證據。 評估火星上的環境是否有益於生命。

34 好奇號(火星車)

35 好奇號(火星車) 發射日期 :2011年11月26日 重量 : 900公斤 國籍 :美國 貢獻 : 將細粒土​​壤加熱到835攝氏度的高溫， 分解出水、二氧化碳以及含硫化合物等物質， 其中水的質量約佔2% 特色 : 好奇號帶上火星的裝置是迄今為止送往火星的最為專業和先進的儀器。 任務目標 : 採集火星土壤樣本和岩芯，對可以支援現在或過去微生物存在的有機化合物和環境條件進行分析 能源 :核子能源

36 運作方式

37 降落啦!!!

38 啊!!第一步要幹嘛?? 要喚醒好奇號 在收到信號之前電腦是處於休眠待機的狀態

39 要怎麼喚醒? 由美國NASA下達指令，信號經由奧德賽再轉送給好奇號

40 奧德賽迴繞火星的軌跡

41 通訊裝置 由好奇號的 UHF Antenna 接收信號，電腦主機就會開機

42 好奇號的電腦 IBM PowerPC 750為基礎的RAD750處理器 （可以提供400MIPS運算能力） 256KB EEPROM
256MB DRAM 2GB 快閃記憶體

43 結構介紹

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45 放射性同位素熱電機(RTG) 利用鈽-238放射性衰變獲得能量的發電機。可靠地在任何狀況下連續14年提供約125瓦的輸出

46 火星樣本分析裝置（SAM） SAM = Sample Analysis at Mars
依靠好奇號的機械臂取樣來分析土壤或岩石樣本的化學成分

47 自動導航及避開障礙物 車上總共有17部攝影機，其中6台是用來導航，頭上的兩台加上車子底部周圍的四台避險相機來避免開進危險地帶，機械手臂上一台， 降落專用攝影機四台。

48 自動導航及避開障礙物

49 導航相機 Navcams = Navigation Camera

50 化學相機（ChemCam） ChemCam = Chemical Camera

51 化學相機（ChemCam） ChemCam = Chemical Camera
當主照相機看到目標物就會啟動化學相機，雷射發射出去所反射的光譜變可以立刻被分析出化學成分假如符合任務目標便會進一步啟動機械手臂進行鑽洞採樣進行更精準的化學成分分析。

52 機械手臂 好奇號的機械手臂有2.1公尺（6.9英尺）長，有十字型轉台，可以通過350度的旋轉範圍旋轉持有的五台裝置，包含X射線光譜儀（APXS），透鏡成像儀（MAHLI相機），衝擊鑽，刷子，和機制鏟

53 未來發展展望及可能研究方向

54 送人類上火星 未來將擺脫探測車，進入人類親自實地考察，火星殖民地也是未來計畫。

55 由於地球資源日漸匱乏，人類生存環境越來越惡劣，而距離地球最近的行星火星，有著與地球相似的自然面貌，因此人類一直對火星充滿好奇心，期盼終有一天能離開地球，登陸火星，在太空中尋找第二個棲息地。

56 火星簡介

57 平均半徑 km (0.532 倍於地球) 赤道半徑 km (0.532 倍於地球) 極半徑 km (0.531 倍於地球) 表面積 1.441×108 km² (144,798,465 km²) (0.282 倍於地球) 體積 ×1011 km³ (0.151 倍於地球) 質量 ×1023 kg (0.107 倍於地球) 平均密度 3.94 g/cm³ 表面重力 3.693 m/s²

58 表面溫度 最低 平均 最高 絕對溫標 130 K 210 K 308 K 攝氏溫標 −143  °C −63 °C 35 °C 表面氣壓 6.36 hPa (平均半徑) 0.4－8.7 hPa (季節變化) 成分 95.32% 二氧化碳 2.7% 氮氣 1.6% 氬 0.13% 氧氣

59 在外星球上生產氧氣

60 NASA表示，下一代火星探測器(SpaceX航空器)計劃於2020年發射，將攜帶火星氧氣就地資源利用實驗室（MOXIE：the Mars Oxygen ISRU Experiment）。MOXIE將首次嘗試性地利用火星上的天然資源制取氧氣。

61 該技術一旦試驗成功，將有可能實現利用火星大氣生產火箭燃料、空氣、水等其他資源，為今後的載人火星任務提供強有力的技術支撐和鋪平道路，並可能徹底改變未來人類探測火星的模式。

62 NASA表示如能獲得足夠資金，載人火星項目可按計劃在2030年實現
另外美國宇航員，斯科特‧凱利（Scott Kelly）和俄羅斯太空人柯寧科（Mikhail Kornienko）答應把在ISS的值勤時間延長一倍，協助各國太空單位研究長期太空旅行對人類身心的影響，這也是NASA火星計劃的一部分。

63 目前最新進展

64 SpaceX 於 12 月 19 日執行任務時，將發射「升級版」的獵鷹 9 號火箭，搭載電信公司 Orbomm 的 11 顆人造衛星，目的地為近地軌道 而這次的任務內容，當然也納入了 SpaceX 的回收火箭試驗。(有助於火星登入開發)

65 不過，有別於以往利用停泊於外海的可自動航行駁船平台來回收火箭， 這次，SpaceX 要將回收火箭的場地，移至美國佛羅里達州卡納維爾角的陸地上。

66 人類登陸火星面臨的四大難題

67 第一、太空船的飛行動力問題。 第二、太空人的維生問題。 第三、太空人長期處於無重力狀態下的健康問題。 第四、由於距離遙遠，所產生的通訊問題。