"Ngoài trấn Long Lâu, Tử Bắc Đông không phải là tướng quân mà là thư sinh. Có mũi tên dài trăm thước, cung nặng vạn cân, Vân Tiêu sắp đạt đến cảnh giới thứ năm."
Gia Dương
Nghiên cứu viên của Tổng cục Viện Hàn lâm Công nghệ Vũ trụ Trung Quốc
Xin chào mọi người, tôi tên là Jia Yang, một kỹ sư vũ trụ và là tác giả của cuốn sách khoa học phổ biến “Lunar Rover and Mars Rover”. Hôm nay tôi muốn nói với các bạn về cách chế tạo một xe tự hành trên sao Hỏa đẹp.
Trên thực tế, chúng ta không phải là quốc gia đầu tiên đặt chân lên sao Hỏa. Trước đó, một số quốc gia đã có tàu vũ trụ bay quanh sao Hỏa và hạ cánh trên bề mặt sao Hỏa, gửi về nhiều hình ảnh.
Đây là cái tôi thích nhất. Bằng cách xử lý hình ảnh của các dải quang phổ khác nhau thành màu giả, bức tranh về cảnh quan sao Hỏa sẽ được hình thành.
Vào mùa đông, carbon dioxide trên sao Hỏa cũng lạnh và không muốn bay trong không khí nên nó ngưng tụ trên bề mặt sao Hỏa. Quê tôi ở Cát Lâm, Đông Bắc Trung Quốc. Có một loại phong cảnh gọi là rime, mà người dân địa phương chúng tôi gọi là tree hangings. Trên sao Hỏa không có cây nên đá khô chỉ có thể treo trên mặt đất.
Đôi khi có những cơn bão cát nghiêm trọng trên sao Hỏa, tạo thành nhiều dạng địa hình xói mòn do gió.
Sao Hỏa cũng có bốn mùa. Nhiệt độ trong miệng núi lửa đôi khi cao hơn và đôi khi thấp hơn, khiến cho sự ngưng tụ của carbon dioxide và nước đá trong miệng núi lửa thay đổi, phản ánh sự thay đổi theo mùa trên sao Hỏa.
Trên bề mặt sao Hỏa, người ta vẫn nghi ngờ có những thung lũng sông từ quá khứ. Tôi nghĩ, nếu một ngày nào đó chúng ta có thể biến đổi sao Hỏa, liệu chúng ta có thể quy hoạch nơi này thành điểm du lịch chèo thuyền không?
Đã hoàn thành: 10% /////////
Làm một chiếc xe tự hành trên sao Hỏa tuyệt đẹp
Sao Hỏa rất đẹp nên chúng ta cũng cần chế tạo một xe tự hành trên sao Hỏa đẹp như vậy.
Có nhiều quốc gia đã đạt được quỹ đạo của sao Hỏa, bao gồm Liên Xô, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Ấn Độ và các quốc gia khác, vì vậy vòng tròn bên ngoài xung quanh sao Hỏa được hiển thị trong hình dưới đây tương đối lớn. Tàu thăm dò Thiên Vấn-1 của Trung Quốc nằm ngay phía trên và hơi chếch về bên trái của hình ảnh.
Gia đình Mars
Trong hình, có một số tàu thăm dò trên bề mặt sao Hỏa. Một số trong số chúng đứng yên sau khi hạ cánh xuống bề mặt sao Hỏa, và một số là xe tự hành trên sao Hỏa có thể di chuyển trên bề mặt sao Hỏa. Tất cả đều là của Mỹ, ngoại trừ "Zhurong" ngay phía trên.
Chúng tôi là quốc gia thứ hai đạt được mục tiêu thám hiểm tuần tra trên bề mặt sao Hỏa. Việc điều khiển tàu thám hiểm sao Hỏa Zhurong còn có một ý nghĩa khác, đó là hiện nay chúng ta là quốc gia duy nhất trên thế giới tiến hành tuần tra và thám hiểm Mặt Trăng và Sao Hỏa cùng lúc. Chúng tôi đã đích thân trải nghiệm và chứng kiến sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp vũ trụ Trung Quốc.
Vậy, tàu thăm dò này, bao gồm cả xe tự hành trên sao Hỏa, được thiết kế như thế nào và trông như thế nào?
Đầu dò Thiên Vấn-1
Tàu thăm dò "Thiên Vấn-1" được chia thành hai tầng. Lớp dưới cùng được gọi là tàu quỹ đạo, chỉ bay trên quỹ đạo của sao Hỏa và sẽ không hạ cánh xuống bề mặt sao Hỏa; lớp trên cùng, giống như đĩa bay, sẽ thực sự đi vào bầu khí quyển sao Hỏa và sau đó hạ cánh xuống bề mặt sao Hỏa.
Trong quá trình hạ cánh, phần đáy cong lớn của đầu dò và nắp lưng phía trên đã bị văng ra. Khi đã đặt chân lên bề mặt sao Hỏa, thứ duy nhất thực sự hạ cánh ổn định là bệ hạ cánh ở giữa và xe tự hành.
Vào tháng 7 năm 2020, tên lửa đẩy Long March 5, còn được gọi là "Fat Five", đã cất cánh từ Văn Xương, Hải Nam và đưa Thiên Vấn-1 vào quỹ đạo hướng tới Sao Hỏa.
Quỹ đạo của đầu dò - Quỹ đạo chuyển giao Hohmann
Quá trình bay thực chất là quay quanh mặt trời. Quỹ đạo của tàu thăm dò là quỹ đạo hình elip, có các điểm giao nhau tương ứng với Trái Đất và Sao Hỏa. Quỹ đạo này có cái tên rất nổi tiếng là quỹ đạo chuyển giao Hohmann và đây là quỹ đạo tiết kiệm năng lượng nhất.
Sau khi đến gần sao Hỏa, tàu thăm dò bay quanh sao Hỏa thêm ba tháng nữa. Cái này có tác dụng gì? Chúng ta có hai mục đích: một là để xem địa điểm chúng ta chọn có đúng không và để xác nhận thêm; cách còn lại là chờ thời gian. Nếu chúng ta hạ cánh ngay lập tức, trời sẽ gần tối sau khi hạ cánh và chúng ta sẽ không có thời gian để sạc pin cho xe tự hành trước khi nó đi vào đêm trên sao Hỏa.
Chúng tôi chờ ba tháng, mỗi tháng một giờ. Thời gian hạ cánh cuối cùng tương ứng với hai giờ chiều. Tương đối mà nói, vào thời điểm đó có nhiều ánh sáng mặt trời hơn, đảm bảo rằng xe tự hành được sạc đầy năng lượng khi đi vào đêm trên sao Hỏa.
Quá trình xâm nhập, hạ cánh và hạ cánh (EDL) của đầu dò
Quá trình hạ cánh mất khoảng 9 phút và được chia thành bốn giai đoạn. Tốc độ hạ xuống ban đầu là từ 4 đến 5 km/giây, gần 5 km. Giai đoạn đầu tiên là giai đoạn giảm tốc khí động học, sức cản của không khí về cơ bản sẽ làm giảm 90% tốc độ hoặc 99% năng lượng của nó.
Giai đoạn thứ hai là giai đoạn giảm tốc dù, tốc độ sẽ tiếp tục giảm tốc, và cuối cùng tốc độ sẽ trở nên không đổi, tức là 60 mét một giây.
Giai đoạn thứ ba là giai đoạn giảm tốc, khi động cơ bắt đầu hoạt động để chọn vị trí hạ cánh chính xác hơn trên bề mặt sao Hỏa. Nếu đúng chỗ thì hạ cánh ngay. Nếu không phù hợp, nó có thể thay đổi vị trí một cách hạn chế, di chuyển sang một vị trí tương đối an toàn hơn rồi hạ cánh.
Giai đoạn thứ tư là phần đệm hạ cánh, dựa vào bốn chân bên dưới bệ hạ cánh để đệm phần năng lượng cuối cùng và hạ cánh ổn định trên bề mặt sao Hỏa.
Toàn bộ quá trình bay vào, hạ cánh và hạ cánh (EDL) tương đối phức tạp, vì vậy chúng ta cần tiến hành đủ các thử nghiệm trên mặt đất.
Đây là thiết bị dùng cho thí nghiệm. Nhiều nhà báo và phái viên nước ngoài đã đến đây tham quan và hầu hết đều chụp ảnh từ phía trước. Tôi muốn sáng tạo nên sau khi các phóng viên và phái viên rời đi, tôi đã chui xuống gầm kệ vào ban đêm và chụp hơn 200 bức ảnh hướng lên trên. Sau đó, tôi chọn một phần trong số đó, khoảng 89 bức ảnh, và ghép chúng lại để tạo thành bức tranh này.
Có ai thích bầu trời đầy sao hoặc chụp ảnh vệt sao không? Nếu vậy, người ta có thể thắc mắc tại sao vệt sao lại không liên tục. Nhưng thực ra tôi cố ý làm vậy. Các dấu sao để lại là: gạch ngang, chấm, gạch ngang, gạch ngang, chấm, chấm, gạch ngang, gạch ngang và mã Morse tương ứng có nghĩa là "Tianwen-1" sau khi dịch.
Tôi đặt cho bức ảnh này hai cái tên. Cái tên phổ biến hơn là "Những vì sao trên bầu trời có thể nói", và cái tên tao nhã hơn là "Ngôn ngữ bí mật của các vì sao", có thể được coi là một lời chúc phúc trước khi khởi hành.
Cuối cùng, tàu thăm dò của chúng tôi đã hạ cánh thành công xuống bề mặt sao Hỏa. Đây là video tương ứng.
Đây là hình ảnh nghệ thuật mô tả cách hoạt động của xe tự hành trên sao Hỏa. Ban đầu nó được thiết kế để di chuyển được 7 mét trong 3 ngày, nhưng do có đủ năng lượng và điều kiện liên lạc tốt nên thực tế nó đã di chuyển được 20 mét mỗi ngày. Cho đến nay, nó đã di chuyển được hơn 1.000 mét và đã chạy trong 100 ngày.
Xe tự hành trên sao Hỏa "Zhurong" được thiết kế như thế nào? Ý tưởng ban đầu của chúng tôi là có một cánh mặt trời tương đối lớn vì sao Hỏa xa mặt trời hơn mặt trăng. Vì vậy, chúng tôi đã chế tạo các tấm pin mặt trời có hình dạng giống như mái nhà.
Sự tiến hóa của các tấm pin mặt trời trên xe tự hành sao Hỏa Zhurong
Sau khi phân tích, người ta thấy rằng điều này là không thể vì sẽ có rung động mạnh trong quá trình phóng tên lửa mà các tấm pin mặt trời không thể chịu được. Sau đó chúng tôi ấn chặt nó, nhưng sau khi ấn lại thấy diện tích không đủ nên chúng tôi bẻ nó thành 4 mảnh và mở ra theo chiều ngược lại.
Nếu xe tự hành chạm tới bề mặt sao Hỏa và di chuyển về phía trước ra xa bệ hạ cánh thì sẽ không có vấn đề gì. Nhưng nếu bạn đi lùi, hai tấm pin mặt trời phía sau sẽ chạm đất. Do đó, chúng tôi đã thực hiện thêm các điều chỉnh, đó là điều chỉnh hai cánh năng lượng mặt trời phía sau theo một góc nhất định về phía bên và phía sau.
Nhiều thiết kế cánh năng lượng mặt trời
Trong toàn bộ quá trình thiết kế, chúng tôi đã thiết kế nhiều tùy chọn cánh năng lượng mặt trời, bao gồm một hình đĩa, hoặc hai hình đĩa, và thậm chí có một hình giống cánh dơi.
Vào cuối quá trình tiến hóa, chúng tôi thấy rằng xe tự hành trên sao Hỏa do chúng tôi thiết kế trông rất giống một con bướm, và là một con bướm Morpho xanh. Để chứng minh rằng nguồn cảm hứng của chúng tôi đến từ loài bướm, tôi đã mua một mẫu bướm trực tuyến và đặt nó trên bàn làm việc của mình.
Đã hoàn thành: 30% /////////
Năm vũ khí ma thuật của xe tự hành trên sao Hỏa
Vậy, xe tự hành trên sao Hỏa có thể làm được gì? Những khó khăn nào đang chờ đợi chúng ta trên sao Hỏa? Có ít nhất bốn khía cạnh khó khăn và chúng tôi đã chuẩn bị năm vũ khí ma thuật để đối phó với chúng.
Khó khăn đầu tiên là có nhiều đá trên bề mặt sao Hỏa và địa hình phức tạp, có thể dễ dàng làm thủng bánh xe của xe tự hành. Để giải quyết khó khăn này, chúng tôi đã chuẩn bị hệ thống treo chủ động cho Zhurong. Điều này giống như khung gầm của một chiếc xe ô tô thông thường ở nhà không thể nâng lên được, nhưng một số xe địa hình có thể nâng khung gầm lên khi gặp địa hình cụ thể. Đây được gọi là hệ thống treo chủ động.
Các chế độ hoạt động khác nhau của hệ thống treo chủ động (trái) và sơ đồ hệ thống treo chủ động (phải)
Trên thực tế, khả năng của "Chu Dung" còn hơn thế nữa. Nếu gặp phải hố sụt, nơi hầu hết bánh xe bị kẹt trong cát, xe tự hành có một mẹo để xử lý.
Bánh trước của xe chuyển động về phía trước, trong khi bánh giữa và bánh sau lúc đầu vẫn đứng yên, và thân xe hạ xuống trong suốt quá trình; sau đó bánh xe phía trước vẫn đứng yên, trong khi bánh xe giữa và bánh xe phía sau lại di chuyển về phía trước, và thân xe lại được nâng lên trong quá trình này. Quá trình này giống như một con sâu nhỏ đang ngọ nguậy. Ưu điểm của việc này là có thể dễ dàng thoát ra khỏi bãi cát chìm, vì không có cửa hàng 4S hay xe cứu hộ nào khi xe tự hành đang hoạt động trên sao Hỏa.
Khó khăn thứ hai cần chú ý là bão cát. Đôi khi bụi và cát trên sao Hỏa che phủ bầu trời và khiến các tấm pin mặt trời không thể tạo ra điện. Khi có quá nhiều cát và bụi tích tụ trên các cell, xe tự hành trên sao Hỏa có thể không thể tiếp tục hoạt động.
Để giải quyết vấn đề này, đầu tiên chúng tôi nghĩ đến cần gạt nước, tức là cần gạt nước ở phía trước xe. Sau đó, tôi nghĩ ra một cách đơn giản hơn và nhẹ hơn, đó là bọc các cell pin bằng năm lớp màng bọc thực phẩm. Khi bụi tích tụ đến một mức độ nhất định, chúng tôi sẽ thổi khí vào giữa lớp màng thứ nhất và thứ hai để lớp màng thứ nhất có thể được nhấc ra cùng với bụi, để lộ lớp màng thứ hai mới và sau đó có thể tiếp tục làm việc. Sau đó chúng tôi phát hiện cách này cũng không hiệu quả. Nếu bụi rơi vào tấm pin còn lại sau khi lớp màng đầu tiên được bóc ra thì sẽ gây ra thảm họa.
Cuối cùng, phương pháp mà chúng tôi thực sự áp dụng là mô phỏng lá sen. Nếu trời mưa, những giọt nước sẽ đọng lại trên lá sen nhưng lá sẽ không bị ướt. Khi gió thổi, lá cây sẽ rung chuyển và những giọt nước sẽ rơi xuống.
Pin lá sen giả
Chúng tôi cũng áp dụng quy trình vật liệu tương tự vào các cell pin. Từ góc nhìn vi mô, chúng tôi đã biến lớp kính của pin thành một lớp kim có nhiều đầu nhọn. Bụi không rơi chắc chắn trên bề mặt mà rơi xuống lớp kim. Trong quá trình chuyển động của cánh pin mặt trời, bụi có thể dễ dàng trượt ra ngoài và bề mặt của cell pin sẽ sạch hơn. Hình ảnh bên phải cho thấy tác dụng của thí nghiệm. Chúng ta có thể thấy rằng với quá trình này, chỉ cần dựng đứng cell pin lên thì nó sẽ trở nên sạch hơn.
Khó khăn thứ ba là nhiệt độ trên sao Hỏa thấp hơn trên Trái Đất vì sao Hỏa xa mặt trời hơn. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã sử dụng hai vũ khí kỳ diệu: một là tăng doanh thu, và hai là giảm chi tiêu.
Người sưu tầm
Khi nói đến mã nguồn mở, chúng tôi muốn nói đến việc chúng tôi thiết kế hai cửa sổ giống như kính thiên văn ở phía trên xe tự hành trên sao Hỏa. Trên cửa sổ có một lớp phim cho phép ánh sáng mặt trời chiếu vào vào ban ngày nhưng lại cản trở tia hồng ngoại vào ban đêm, nghĩa là năng lượng chỉ có thể đi vào chứ không thể thoát ra. Trên thực tế, điều này tương tự như nguyên lý của nhà kính trồng rau.
Vậy chúng ta lưu trữ năng lượng như thế nào? Nếu thiết bị chỉ được làm nóng bằng ánh sáng mặt trời chiếu vào thì liệu nó có trở nên mát mẻ trở lại vào ban đêm không? Vì vậy, nó cũng có khả năng lưu trữ. Chúng tôi đặt mười "chai rượu" dưới lớp màng này. Khi hấp thụ ánh sáng mặt trời vào ban ngày, chất rắn trong "chai rượu" sẽ chuyển thành chất lỏng. Vào ban đêm, để đảm bảo nhiệt độ của thiết bị không giảm, chất lỏng làm việc trong "bình rượu" sẽ chuyển từ dạng lỏng trở lại dạng rắn, giải phóng nhiệt trong quá trình đông đặc để đảm bảo nhiệt độ của xe tự hành trên sao Hỏa không giảm.
Một phương pháp khác là sử dụng áo khoác cotton đặc biệt. Chúng tôi phủ một lớp áo cotton aerogel lên xe tự hành trên sao Hỏa. Vật liệu này có hai đặc điểm chính: một là nhẹ, hai là có tác dụng cách nhiệt tốt.
Tính chất của khí gel (trái, giữa) và khí gel thực sự được sử dụng trên xe tự hành trên sao Hỏa (phải)
Để chứng minh nó nhẹ như thế nào, người ta thường đặt nó lên trên những bông hoa. Để chứng minh tác dụng cách nhiệt tốt, người ta sẽ dùng súng thổi khí axetilen đốt theo hướng ngược lại, hoa sẽ không bị héo.
Lúc này đang là mùa hè trên sao Hỏa, khi nhiệt độ cao nhất và thời tiết tương đối quang đãng. Xe tự hành Zhurong sẽ hơi nóng. Nhưng điều đó không quan trọng. Sau một thời gian nữa sẽ là mùa thu và sau đó là mùa đông. Đến lúc đó, hiệu quả của các biện pháp của chúng ta sẽ rõ ràng.
Khó khăn cuối cùng là khoảng cách xa. Khoảng cách hiện tại giữa sao Hỏa và Trái Đất là gần 400 triệu km. Một vòng tròn xung quanh đường xích đạo của Trái Đất dài 40.000 km và 400 triệu km chính xác bằng khoảng cách của 10.000 vòng tròn xung quanh đường xích đạo của Trái Đất. Phải mất 22 phút để tín hiệu vô tuyến truyền từ sao Hỏa đến Trái Đất, do đó, những người vận hành trên mặt đất không thể điều khiển xe tự hành kịp thời. Cách chúng tôi làm việc là người điều khiển trên mặt đất sẽ nói chuyện với xe tự hành một lần mỗi ngày và thu thập dữ liệu. Tức là cho xe tự hành trên sao Hỏa biết phải làm gì trong 24 giờ tiếp theo và báo cáo kết quả làm việc 24 giờ của ngày hôm qua về mặt đất.
Trong quá trình này, công việc cần làm, hoặc nếu có khó khăn phát sinh và công việc cần phải dừng lại, hoặc nếu cần phải ngủ đông và ngủ đông, v.v., tất cả đều phụ thuộc vào phán đoán của chính xe tự hành dựa trên mức sử dụng năng lượng. Đây là một tàu vũ trụ tự động.
Đã hoàn thành: 50% /////////
100 ngày ở Văn Xương
Sau khi hoàn thành xe tự hành trên sao Hỏa, chúng tôi đã gửi nó tới Văn Xương, Hải Nam, vì có thể phóng những tên lửa lớn hơn từ đó. Vào tháng 4 năm 2020, trong thời gian dịch bệnh, chúng tôi đã bay đến Văn Xương trên một chiếc máy bay đặc biệt. Chiếc máy bay không bay thẳng tới Hải Khẩu mà rẽ về phía tây. Sau khi phát hiện ra điều này, tôi đã chụp ảnh màn hình của máy bay.
Điểm này có gì đặc biệt? Tôi có thể đọc thuộc lòng tọa độ kinh độ và vĩ độ của địa điểm mà Thiên Vấn-1 sẽ tới lần này. Nếu chuyển đổi các kinh độ và vĩ độ này sang Trái Đất thì vị trí tương ứng là Dương Sóc, Quế Lâm, Quảng Tây, Trung Quốc. Khi máy bay của hãng Air China tiễn chúng tôi đi, tình cờ nó bay vòng qua Dương Sóc. Tôi cảm thấy việc hoàn thành nhiệm vụ của mình là một phước lành.
Sau khi đến Văn Xương, chúng tôi phải cách ly trong 5 ngày và không được phép rời khỏi phòng. Để thể hiện quyết tâm làm việc ở đây trong 100 ngày tới, tôi đã viết bài thơ "Biển Đông, Biển Bắc":
Bên ngoài thị trấn Long Lâu, Đông Tử Bắc,
Ông không phải là một vị tướng mà là một học giả.
Mũi tên dài trăm feet, cung nặng mười ngàn pound,
Vân Tiêu muốn đạt tới tầng thứ năm.
Tại sao phải lên cấp độ thứ năm? Vì tôi đang viết thơ cổ điển nên tôi không sử dụng các thuật ngữ khoa học hiện đại mà sử dụng thuyết địa tâm cổ đại. Trái Đất nằm ở trung tâm của vũ trụ, bên ngoài là Sao Thủy, Sao Kim, Mặt Trăng, Mặt Trời và Sao Hỏa. Sao Hỏa ở tầng trời thứ năm, nên tôi nói "mây sắp chạm tới tầng trời thứ năm rồi".
Chúng tôi đã làm gì trong 100 ngày ở Văn Xương, Hải Nam? Chúng ta cần thực hiện thử nghiệm cuối cùng trên xe tự hành, di chuyển tất cả các cơ chế liên quan, đảm bảo chúng hoạt động bình thường, sau đó siết chặt lại. Ngoài ra, chúng ta cũng cần vệ sinh các thiết bị như máy ảnh để đảm bảo khi đến đó, bụi sẽ không cản trở chúng ta quan sát rõ bề mặt sao Hỏa.
Xe tự hành trên sao Hỏa đã sẵn sàng
Một nhiệm vụ rất quan trọng khác là khử trùng, vì ít nhất là cho đến thời điểm hiện tại, chúng ta vẫn chưa hoàn toàn phủ nhận khả năng tồn tại sự sống trên sao Hỏa. Chúng ta không thể mang vi sinh vật từ Trái Đất lên bề mặt sao Hỏa, vì vậy chúng ta phải khử trùng, đặc biệt là bánh xe.
Như vậy là hoàn tất quá trình chuẩn bị cho tàu thám hiểm sao Hỏa. Buổi tối, tôi nên nghỉ ngơi nhưng lại không ngủ được nên đã chụp ảnh bên ngoài cửa sổ.
Con đường trong ảnh thực ra là con đường chúng tôi đi bộ vào mỗi đêm. Ánh sáng xanh do người nông dân nuôi ngỗng, vịt để lại. Tôi nghĩ nó tượng trưng cho một loại hy vọng trong trái tim chúng ta. Đêm đó, tôi để lại một bài thơ không quá khắt khe để diễn tả lời chúc phúc của chúng tôi:
Gió sao Hỏa trên đá sao Hỏa,
Mặt đất đóng băng và thời tiết lạnh giá, nhưng vẫn có tình yêu.
Nhưng khi mặt trời lặn,
Tôi cũng đang mong chờ cuộc diễu hành hiện vật.
Ngày 23 tháng 7 năm 2020, tên lửa đã được phóng và chúng ta phải bày tỏ niềm vui mừng. Nhưng chúng tôi không sử dụng những bức ảnh phóng tên lửa tiêu chuẩn do Tân Hoa Xã chụp. Thay vào đó, chúng tôi đã hợp tác với một công ty nằm trong danh sách Fortune 500 để tạo ra bức ảnh trên, bức ảnh này cũng có thể được coi là một tác phẩm nhiếp ảnh.
Đã hoàn thành: 60% /////////
Sao Hỏa, chúng ta đến đây
Sau 10 tháng bay, tàu thám hiểm đã tới được bề mặt sao Hỏa. Trong khoảng thời gian đó, bảy tháng sẽ được dành cho đường đi tới sao Hỏa và ba tháng sẽ được dành để bay quanh sao Hỏa.
Bức ảnh bên trái chứng minh rằng xe tự hành đã hạ cánh trên bề mặt sao Hỏa, và bức ảnh bên phải chứng minh rằng xe tự hành đã đi vào bề mặt sao Hỏa, đây là điểm mốc đối với chúng ta.
Chúng tôi cũng chụp một số bức ảnh về bệ đáp. Giống như khi đi du lịch, chúng ta cũng chụp ảnh kỷ niệm và nói rằng chúng ta đã đến đây. Tôi phải mất khá nhiều công sức để chụp bức ảnh này vì độ sáng của các cảnh khác nhau trong bức ảnh này thay đổi rất nhiều.
Cuối cùng, tôi quyết định các thông số. Một cách là sử dụng chế độ phơi sáng tự động của máy ảnh để chụp bầu trời theo hình dạng phù hợp; bề mặt sao Hỏa cũng tương đối thích hợp. Một thông số phơi sáng khác mà bạn có thể chọn là 10 mili giây, giúp lá cờ quốc gia trông sáng hơn và sống động hơn. Cuối cùng, tôi sử dụng thông số phơi sáng là 15 mili giây để chụp phần bóng tối bên dưới sàn đáp, tức là phần tối nhất, ở độ sáng phù hợp. Sau đó, chúng tôi sử dụng công nghệ HDR động cao để tổng hợp bức ảnh này và đặt tên là "Dấu sao Hỏa".
Trong quá trình trưng bày, một số cư dân mạng tinh ý đã nhận thấy một bí mật nhỏ mà chúng tôi giấu trên bánh xe của xe tự hành trên sao Hỏa. Nếu bạn nhìn kỹ, bạn sẽ thấy chữ "中" có thể được nhìn thấy trên vết lốp xe trong bức ảnh bên dưới.
Bức ảnh bên trái là bức ảnh chụp khi chúng tôi đang làm thí nghiệm trên mặt đất, và bức ảnh ở giữa là hình ảnh chữ "中" trên bánh xe. Chúng tôi đặt hai chữ "中" trên bánh xe. Một số người có thể hỏi tôi rằng chúng được đặt ở phía trước hay phía sau. Tất nhiên chúng được đặt ở phía sau, nếu không dấu hiệu sẽ không nhìn thấy được khi bánh xe di chuyển về phía trước.
Đây có phải là ý tưởng để quảng cáo không? Không hẳn vậy. Tôi từng làm việc trên xe tự hành trên Mặt Trăng, và chúng tôi quan tâm nhiều hơn đến việc liệu xe tự hành có chạy bình thường hay bị chìm khi ở trên bề mặt hành tinh. Nhưng trước đây vết bánh xe không được rõ ràng lắm nên tôi nghĩ ra ý tưởng này.
Nếu chúng ta thấy khoảng cách giữa hai chữ "中" là 1 mét, điều đó chứng tỏ xe tự hành trên sao Hỏa đang di chuyển bình thường trên nền đất tương đối cứng của sao Hỏa; nếu khoảng cách giữa hai ký tự chỉ 0,5 mét thì có nghĩa là xe tự hành trên sao Hỏa đang trượt, và rất có thể sẽ kèm theo hiện tượng sụt lún tương đối lớn, nguy hiểm hơn. Mục đích chính thực ra là để đo tốc độ trượt của xe.
Tôi đã từng viết một bài viết ngắn về ý tưởng này và đăng lên một trang web công cộng, bài viết đã nhận được rất nhiều lời khen ngợi từ cư dân mạng. Tôi xem xét kỹ và thấy rằng những người được thích nhiều nhất đến từ Hà Nam, tiếp theo là Thành Đô và Dương Châu.
Trong quá trình thiết kế xe tự hành trên sao Hỏa, đã có nhiều cân nhắc cẩn thận như vậy, nhưng cũng có một cân nhắc khác đòi hỏi nhiều suy nghĩ hơn.
Sau khi xe tự hành trên sao Hỏa của chúng tôi trải qua quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt trên mặt đất, chúng tôi thấy rằng xe tự hành không đủ đẹp, đặc biệt là phần trên cột buồm trông giống như trán người. Nó có kích thước bằng một tờ giấy A4, với 3 lỗ camera và trông hơi giống như đang đi dạo vào dịp Tết Trung thu. Vì vậy, chúng tôi muốn thiết kế một số kế hoạch làm đẹp.
Lúc đầu chúng tôi muốn thắt nút Trung Quốc, nhưng sau đó chúng tôi cảm thấy việc thắt nút Trung Quốc trên trán có vẻ không ổn. Một đứa trẻ khác nói, "Chúng ta hãy vẽ chữ "王" nhé?" Sau đó, tôi nghĩ rằng sẽ tốt hơn nếu sử dụng thư pháp, vì vậy tôi đã viết chữ "火" (lửa) cho sao Hỏa. Chúng tôi đã viết rất nhiều, có lẽ lên tới hàng nghìn bài, và chúng tôi đã chọn một số bài để bỏ phiếu.
Đầu tiên, sự chú ý của chúng ta tập trung vào chữ thứ ba ở hàng đầu tiên, đó là ký tự tiên tri cho "lửa". Điều này đánh dấu sự khởi đầu của chữ viết, lịch sử năm ngàn năm của nền văn minh và mang nhiều ý nghĩa.
Nhưng các đồng nghiệp của tôi luôn hỏi tôi: "Anh Jia, từ 'núi' có nghĩa là gì?" Trong chữ viết Oracle Bone, có một đường ngang dưới ký tự "Mountain" và một vòng cung dưới ký tự "Fire". Sự khác biệt thực sự là nhỏ. Không phải tất cả chúng ta đều là học giả về chữ cổ, nên tôi chỉ nói rằng hãy quên nó đi, nó quá khó để giải thích, vì vậy chúng tôi sử dụng chữ đầu tiên ở hàng thứ hai.
Ý tưởng này xuất phát từ một con dấu được khai quật ở huyện Hải Lâm, tỉnh Hắc Long Giang, nay là thành phố Hải Lâm. Con dấu này được gọi là "Han Shu Hōcō no Ki" và là con dấu của một viên chức cấp tương đối thấp. Nó có ký tự "lửa" trong đó. Chúng tôi lấy nó ra và xử lý để tạo thành logo của xe tự hành, rồi cẩn thận lắp nó vào phần trán của xe.
Logo trên xe tự hành trên sao Hỏa (trái) và logo dự phòng (phải)
Khi làm công việc hàng không vũ trụ, chúng tôi luôn phải cân nhắc phương án sao lưu, vì vậy chúng tôi luôn chuẩn bị thêm một phương án dự phòng khi thực sự cần thiết. Bức ảnh này được đóng khung, có chữ ký của nhà thiết kế và hiện đang được đặt trên bàn làm việc của tôi. Vậy là có hai logo này, một ở sao Hỏa và một ở trên bàn làm việc của tôi.
Đây là ảnh tự sướng của xe tự hành trên sao Hỏa. Làm thế nào để chụp ảnh tự sướng? Chúng tôi đã lắp một camera trên xe tự hành trên sao Hỏa. Nó di chuyển về phía trước khoảng 5 mét, thả máy ảnh ra và thả nó xuống đất. Sau đó nó di chuyển trở lại. Khi di chuyển trở lại độ sâu hơn 5 mét, bức ảnh tự sướng này của xe tự hành trên sao Hỏa đã được chụp.
Sau đó, nó tiếp tục rút lui, và khi rút lui đến một vị trí xa hơn, xe tự hành đã chụp một bức ảnh khác với bệ hạ cánh. Chúng tôi đã suy nghĩ rất nhiều về điều này. Bức ảnh bên dưới là ảnh chụp nhóm này.
Tất nhiên, cũng có những cư dân mạng tinh nghịch đã xử lý những bức ảnh này sâu hơn. Cư dân mạng chụp bức ảnh bên trái dưới đây hẳn là một người sành ăn, và người bên phải cũng vậy. Nói tương đối thì tôi thích bức bên phải hơn, và đăng nó lên mục Khoảnh khắc của tôi với chú thích "Phạm vi xa nhất của nền văn minh nông nghiệp Trung Quốc".
Xe tự hành đã hoạt động được 100 ngày và di chuyển được 1.000 mét. Giữa đường đi của xe tự hành, chúng tôi cũng đến xem ba lô và dù đã hạ cánh xuống sao Hỏa.
Sau 90 ngày, xe tự hành sẽ hoàn thành yêu cầu về tuổi thọ ba tháng của nó. Đêm đó tôi đã viết một bài thơ có phần hơi tục tĩu:
Ba ngàn feet vào tháng Ba,
Thêm dặm mỗi ngày.
Sự hồi hộp cuối cùng cũng kết thúc.
Tiếng nói chuyện và tiếng cười bắt đầu vang lên rất lớn.
Tôi cũng muốn bày tỏ cảm xúc của các nhà thiết kế sau khi được giải thoát khỏi áp lực lớn.
Đã hoàn thành: 80% /////////
Tại sao chúng ta muốn tới sao Hỏa?
Cuối cùng, hãy nói về lý do tại sao chúng ta muốn tới sao Hỏa? Mỗi người sẽ đưa ra câu trả lời khác nhau.
Ví dụ, khi trả lời câu hỏi của các phóng viên phương Tây, một phát ngôn viên của chính phủ Ấn Độ đã từng nói: Nếu chúng ta không có một giấc mơ lớn, chúng ta sẽ mãi chỉ là những người đốn gỗ và gánh nước.
Tsiolkovsky, "Cha đẻ của ngành tên lửa" người Nga
Tsiolkovsky từng nói một câu nói nổi tiếng: Trái đất là cái nôi của nhân loại, nhưng con người không thể sống mãi trong cái nôi.
Điều mà các nhà khoa học quan tâm hơn là: Liệu đã từng có sự sống trên hành tinh đỏ này không? Liệu loài người có đơn độc trong vũ trụ này không?
Nhà văn khoa học viễn tưởng Lưu Từ Hân từng nói: Sao Hỏa là lựa chọn đầu tiên của con người khi di cư vào không gian. Kịch bản có khả năng xảy ra nhất là khi khủng hoảng xảy ra, con người sẽ dành toàn bộ năng lượng của mình vào việc khám phá và phát triển thế giới ngoài Trái Đất. Trên thực tế, con người sẽ mất rất nhiều thời gian để di cư lên sao Hỏa.
Một triết gia khác đã từng nói: Nếu bạn hỏi ý nghĩa của việc lên sao Hỏa là gì, thì hãy hỏi ý nghĩa của việc sinh vật biển lần đầu tiên bò lên đất liền cách đây vài trăm triệu năm là gì?
Tại sao chúng ta muốn tới sao Hỏa? Hôm nay tôi cũng cố gắng đưa ra câu trả lời của mình. Sao Hỏa quay một vòng trong 24 giờ 40 phút, trong khi Trái Đất quay một vòng trong 24 giờ. Sau đó, cứ mỗi 37 ngày, xe tự hành Zhurong Mars và Bắc Kinh trên mặt đất sẽ trải qua cùng một khoảnh khắc.
Tôi đã chụp một bức ảnh và đặt tên là "Chia sẻ khoảnh khắc này trên toàn thế giới". Trong ba tháng qua, có ba khoảnh khắc Zhurong chia sẻ cùng khoảnh khắc với chúng tôi.
Khi hoàng hôn buông xuống, bề mặt sao Hỏa không có màu đỏ tươi mà có màu xanh nhạt.
Sao Hỏa cũng có mặt trăng, nhưng nó hơi nhỏ nên không thể che khuất toàn bộ mặt trời và tạo ra nhật thực trên Trái Đất. Nhưng sự di chuyển của Phobos, kéo dài trong hàng chục giây, cũng rất ngoạn mục.
Ngoài ra còn có một hiện tượng thiên văn kỳ thú xảy ra mỗi thế kỷ một lần. So với sao Hỏa, Trái Đất là hành tinh bên trong, do đó, một cảnh tượng hiếm có là hệ thống Trái Đất-Mặt Trăng di chuyển qua Mặt Trời. Phải mất khoảng ba giờ để hai chấm nhỏ từ từ trượt trên bề mặt mặt trời. Đôi khi nó ở rất xa, trải dài khắp bề mặt mặt trời (phía trên), và đôi khi nó lại tương đối gần (phía dưới).
Điểm xanh đậm trong hình là nhà của chúng ta, còn điểm xám đậm là mặt trăng. Tôi không khỏi lẩm bẩm một bài thơ cổ: Người ta nói hoàng hôn là tận thế, tôi có thể thấy tận cùng thế giới và trở về nhà.
Điều tôi muốn thể hiện qua những bức ảnh này là ý nghĩa của việc khám phá sao Hỏa là mang đến cho nhân loại một góc nhìn mới, từ đó chúng ta có thể nhìn về sao Hỏa, Trái Đất, hệ mặt trời và thậm chí toàn bộ vũ trụ, bao gồm cả việc nghiên cứu chính loài người.
Cảm ơn mọi người!
Các bài viết và bài phát biểu chỉ thể hiện quan điểm của tác giả và không đại diện cho lập trường của Diễn đàn Gezhi Lundao.
"Gezhi Lundao", trước đây gọi là "SELF Gezhi Lundao", là diễn đàn khoa học và văn hóa do Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc khởi xướng. Sự kiện này được đồng tổ chức bởi Trung tâm thông tin mạng máy tính của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Cục truyền thông khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, và do Hội chợ phổ biến khoa học Trung Quốc đăng cai. Chúng tôi cam kết truyền bá xuyên biên giới những ý tưởng phi thường và hướng tới mục tiêu khám phá sự phát triển của khoa học và công nghệ, giáo dục, cuộc sống và tương lai theo tinh thần "tìm hiểu sự vật và tìm kiếm kiến thức".
