从组装到发射——完整记录人类历史上最大的火星车“Curi ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 19:29:20


火星的自转周期、自转倾角、地形地貌与地球相似,又已经被证实有水冰、矿物存在,并且拥有以二氧化碳为主,同时参有氮气、氩气、氧气的大气层,火星注定与土卫六、木卫二相同,被高度怀疑有生命存在,并且成为太阳系内最适宜人类移居的行星。但考虑到人类现有科技水平,外星探测的重点只能集中在火星上。1997年和2004年,美国国家航空航天局(NASA)先后将两代火星车送上火星,人类对火星有了新的认识。美国东部时间2012年8月6日0时17分,第三代火星车好奇号(Curiosity)也成功登陆。与前辈相比,好奇号的体型更大,承担任务也更繁重。

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2012-10-28 14:21 上传



火星的自转周期、自转倾角、地形地貌与地球相似,又已经被证实有水冰、矿物存在,并且拥有以二氧化碳为主,同时参有氮气、氩气、氧气的大气层,火星注定与土卫六、木卫二相同,被高度怀疑有生命存在,并且成为太阳系内最适宜人类移居的行星。但考虑到人类现有科技水平,外星探测的重点只能集中在火星上。1997年和2004年,美国国家航空航天局(NASA)先后将两代火星车送上火星,人类对火星有了新的认识。美国东部时间2012年8月6日0时17分,第三代火星车好奇号(Curiosity)也成功登陆。与前辈相比,好奇号的体型更大,承担任务也更繁重。
2012-10-28 14:29 上传



好奇号的诞生地,美国国家航空航天局喷气推进实验室,飞船组装厂,1号高顶无尘室(NASA JPLSAF HB1)。它有36米长,24米宽,坐落于加利福尼亚州洛杉矶市东北10英里外的Pasadena县。它建造于美苏太空争霸时期,曾经是游骑兵系列月球探测器的诞生地。
2012-10-28 14:31 上传


2010年6月29日,好奇号的悬挂系统、驱动系统组装完毕。
强力插入...........
2012-10-28 14:37 上传


在地面测试期间,好奇号使用外接电源供电。而当它抵达火星,电力则来自车体后部的放射性同位素热电机(RTG)。由于此前2代火星车证明了太阳能帆板在火星的功效并不高,并且有被火星沙尘覆盖导致供电失败的可能,好奇号一改之前的设计,和著名的旅行者号探测器、卡西尼号探测器一样,装载了放射性同位素热电机。它使用热电偶阵列收集放射性物质衰变时放出的热量,然后产生电力。好奇号的供电系统能产生125瓦的电力,预计至2026年也不会下降到100瓦以下。虽然好奇号的预定任务时间只有大约1个火星年,相当于686个地球日,但根据上一代火星车成功超期服役30倍预定任务时间的表现来看,美国国家航空航天局更希望好奇号能服役更久。
还没发完吧,我也插一下,哈
2012-10-28 14:48 上传


好奇号的头。红色圆盖遮住了Chemcam激光器,这个激光器能射击7米外的某点,被激光射击的物质将产生等离子体,而接收器通过测绘等离子体光谱即可判断物质的组成,这套激光系统也因此被称为光化学相机。而下方被银色材料遮住的是2台Mastcam相机,它们分别使用34mm定焦镜头和100mm定焦镜头,1600X1200分辨率,彩色CCD成像。好奇号搭载17台相机,13台主要用于导航,另外4台则用于科研,这便是其中的3台。
2012-10-28 14:56 上传


好奇号机械臂上的MAHLI相机,好奇号上4台主要相机之一。
2012-10-28 15:00 上传


2010年9月10日,好奇号执行斜坡机动测试。
好奇号车轮上的花纹实际上是喷气推进实验室英文名称缩写“JPL”的摩斯电码“ * – – – / * – – * / * – * *”。

2012-10-28 15:03 上传


安装样本分析仪。
2012-10-28 15:08 上传


安装阿尔法粒子X射线光谱仪,它位于机械臂上。
2012-10-28 15:16 上传


好奇号将是人类历史上最大的火星车,它有900千克重,相当于上一代火星车勇气号、机遇号的6倍。它的主要任务是:
A.清查有机碳化合物
B.清查生命的基本化学要素(碳、氢、氧、氮、磷、硫)
C.分析可能代表着生物进化结果的迹象
D.调查火星表面的化学、同位素、矿物学构造
E.了解火星岩石及泥土的形成过程
F.评定火星大气的演变过程
G.探索水和碳化合物的分布及循环
H.测定火星表面辐射的光谱


整体水平,甩中国至少15年!尤其是着落技术,太科幻了
2012-10-28 15:20 上传


2011年5月的某个深夜,美国空军战略空运司令部下属的C17运输机抵达卡纳维拉尔角航天发射场,它把用于支持好奇号发射的3个重要部件从喷气推进实验室带到这里,这是横穿了整个北美大陆的飞行,横跨4个时区。
2012-10-28 15:24 上传


好奇号的测试已经全部完成,它即将被折叠起来,和它的空中起重机、飞船后壳、飞船防热盾、巡航级等外围部件一起前往卡纳维拉尔角航天发射场。
2012-10-28 15:31 上传


2011年6月22日凌晨,美国空军战略空运司令部的C17运输机将好奇号和与它配套的外围部件运到卡纳维拉尔角航天发射场的航天飞机跑道上。
2012-10-28 15:34 上传


好奇号登火的全过程。经过多次减速,它会在125千米高度进入火星大气层,防热盾会顶住气动加热,同时降低飞船的速度,在此期间,飞船使用游动发动机实施修正机动。进入大气层后240秒,降落伞在10千米高度打开,此时飞船的速度依旧超过音速。进入大气层后268秒,高度约为7千米,防热盾分离,同时雷达开机、摄像机开机。进入大气层后345秒,高度约为1.8千米,空中起重机离开飞船,随后打开发动机实施减速。进入大气层后380秒,速度约为每秒0.75米,高度约为20米,空中起重机放下3根悬索。12秒后,好奇号火星车着陆,同时,挂钩脱开,空中起重机加大发动机功率,飞离好奇号着陆点后自行坠毁。2005年发射的火星轨道侦察器将调整轨道倾角至41度(超过原定最大倾角限制11度),用摄像机和雷达跟踪好奇号登火的全过程。



2011年7月,卡纳维拉尔角航天发射场,肯尼迪宇航中心载荷风险服务工厂,飞船的后壳正在组装中。飞船后壳连接着超音速降落伞、重心控制系统、惯性测量单元、游动发动机、通讯天线、摄像机和几个重要设备。



飞船防热盾同时处于组装中。火星拥有以二氧化碳为主的大气层,其厚度与地球大气层相仿,从飞船以5.9千米/秒的速度撞击火星大气层顶开始,火星大气与防热盾的剧烈摩擦就不断地加热防热盾,防热盾的温度会立即飙升到2100摄氏度。



空中起重机,又被称做动力下降级。它使用8个使用偏二甲肼燃料的双摆火箭发动机,每个发动机能产生400牛至3100牛的推力,但一般情况下只需要4个发动机就能得到足够的负加速度。它装有6个雷达,这些雷达可以测量高度、速度、着陆区地形。从飞船抛掉防热盾的那刻起,雷达就开始为飞船提供导航数据,而当空中起重机分离以后,它则只为空中起重机提供导航数据,而后也会将这些导航数据注入好奇号的任务计算机。在高度达到1800米时,空中起重机携带好奇号从飞船上脱离,同时开始动力减速段,速度从100米/秒下降到几乎为0,然后,空中起重机释放悬索,完成好奇号的着陆过程。



好奇号处于折叠状态,等待与空中起重机组装。





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2012-10-28 15:41 上传


2011年7月,卡纳维拉尔角航天发射场,肯尼迪宇航中心载荷风险服务工厂,飞船的后壳正在组装中。飞船后壳连接着超音速降落伞、重心控制系统、惯性测量单元、游动发动机、通讯天线、摄像机和几个重要设备。


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2012-10-28 15:41 上传


飞船防热盾同时处于组装中。火星拥有以二氧化碳为主的大气层,其厚度与地球大气层相仿,从飞船以5.9千米/秒的速度撞击火星大气层顶开始,火星大气与防热盾的剧烈摩擦就不断地加热防热盾,防热盾的温度会立即飙升到2100摄氏度。


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2012-10-28 15:41 上传


空中起重机,又被称做动力下降级。它使用8个使用偏二甲肼燃料的双摆火箭发动机,每个发动机能产生400牛至3100牛的推力,但一般情况下只需要4个发动机就能得到足够的负加速度。它装有6个雷达,这些雷达可以测量高度、速度、着陆区地形。从飞船抛掉防热盾的那刻起,雷达就开始为飞船提供导航数据,而当空中起重机分离以后,它则只为空中起重机提供导航数据,而后也会将这些导航数据注入好奇号的任务计算机。在高度达到1800米时,空中起重机携带好奇号从飞船上脱离,同时开始动力减速段,速度从100米/秒下降到几乎为0,然后,空中起重机释放悬索,完成好奇号的着陆过程。


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2012-10-28 15:42 上传


好奇号处于折叠状态,等待与空中起重机组装。



2012-10-28 15:47 上传


2011年9月23日,好奇号与空中起重机的组合工作完成。此时距离发射大约还有2个月时间。



同一天,还是在肯尼迪航天中心载荷风险服务工厂,工程师们吊起飞船后壳,下一步,是将它安装在空中起重机-好奇号的组合体上。



继续安装工作,飞船后壳上载有通讯天线、惯性测量单元、重心控制系统、游动发动机,以及一只有史以来最强的降落伞。这只降落伞的直径为16米,当它开伞时,飞船的速度是普通近地轨道飞船的3倍。神舟、联盟等飞船开伞时的速度大约为180米/秒,而这只降落伞开伞时,飞船的速度高达470米/秒以上,依旧处于超音速状态,在极限条件下,它也可以在750米/秒以下的速度开伞,产生29.5吨的拉力。



安装完成,好奇号、空中起重机、飞船后壳已经连为一体。按照技术规范,好奇号的着陆地点不能偏离理论中心落点20千米以上,因此,必须使用可制导进入技术。与近地轨道飞船的不可制导再入不同,它进入火星大气层以后,飞船后壳上的发动机会根据惯性测量单元提供的数据不断对飞船的方向实施修正,最终保证好奇号能在飞行了近9个月以后依旧准确着陆。



好奇号火星车上方那6个黄色的圆盘,是空中起重机的雷达系统。空中起重机也相当智能化,会使用雷达提供的数据自动选择好奇号着陆地点,如果稍有偏差,就可能造成好奇号的侧翻。


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2012-10-28 15:49 上传


同一天,还是在肯尼迪航天中心载荷风险服务工厂,工程师们吊起飞船后壳,下一步,是将它安装在空中起重机-好奇号的组合体上。


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2012-10-28 15:49 上传


继续安装工作,飞船后壳上载有通讯天线、惯性测量单元、重心控制系统、游动发动机,以及一只有史以来最强的降落伞。这只降落伞的直径为16米,当它开伞时,飞船的速度是普通近地轨道飞船的3倍。神舟、联盟等飞船开伞时的速度大约为180米/秒,而这只降落伞开伞时,飞船的速度高达470米/秒以上,依旧处于超音速状态,在极限条件下,它也可以在750米/秒以下的速度开伞,产生29.5吨的拉力。


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2012-10-28 15:50 上传


安装完成,好奇号、空中起重机、飞船后壳已经连为一体。按照技术规范,好奇号的着陆地点不能偏离理论中心落点20千米以上,因此,必须使用可制导进入技术。与近地轨道飞船的不可制导再入不同,它进入火星大气层以后,飞船后壳上的发动机会根据惯性测量单元提供的数据不断对飞船的方向实施修正,最终保证好奇号能在飞行了近9个月以后依旧准确着陆。


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2012-10-28 15:50 上传


好奇号火星车上方那6个黄色的圆盘,是空中起重机的雷达系统。空中起重机也相当智能化,会使用雷达提供的数据自动选择好奇号着陆地点,如果稍有偏差,就可能造成好奇号的侧翻。



2011年10月初,开始为飞船加装巡航级,在有些国家,巡航级也可以被称为推进舱。在飞船奔赴火星的近9个月里,巡航级负责控制飞船的加速、减速、变轨、修偏。巡航级拥有星光导航系统、惯性测量单元、太阳能供电及集热系统、8个使用偏二甲肼燃料的火箭发动机、2个钛合金燃料箱。为了保证飞行的精确性,尽量减少做轨道修偏的次数,巡航级会控制飞船做以30秒为周期的自旋,直至它与飞船分离。



巡航级与飞船后壳、空中起重机、好奇号完成连接,但工程师依然需要完成一些管线的连接工作。巡航级不仅是飞船的动力源,也是电力源和热源,它的太阳能供电及集热系统将不断向飞船的各个系统提供电力,并使用换热器将热量传导给好奇号火星车,以保证某些设备的温度不至于过低。



工程师仔细检查各个管线的连接

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2012-10-28 15:54 上传


2011年10月初,开始为飞船加装巡航级,在有些国家,巡航级也可以被称为推进舱。在飞船奔赴火星的近9个月里,巡航级负责控制飞船的加速、减速、变轨、修偏。巡航级拥有星光导航系统、惯性测量单元、太阳能供电及集热系统、8个使用偏二甲肼燃料的火箭发动机、2个钛合金燃料箱。为了保证飞行的精确性,尽量减少做轨道修偏的次数,巡航级会控制飞船做以30秒为周期的自旋,直至它与飞船分离。


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2012-10-28 15:54 上传


巡航级与飞船后壳、空中起重机、好奇号完成连接,但工程师依然需要完成一些管线的连接工作。巡航级不仅是飞船的动力源,也是电力源和热源,它的太阳能供电及集热系统将不断向飞船的各个系统提供电力,并使用换热器将热量传导给好奇号火星车,以保证某些设备的温度不至于过低。


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2012-10-28 15:54 上传


工程师仔细检查各个管线的连接
2012-10-28 15:59 上传


2011年10月末,好奇号被装进洛克希德·马丁公司的宇宙神V-541运载火箭的载荷舱。整流罩上那些带圆孔的方格是整流罩声学保护系统(FAP)。
2012-10-28 16:01 上传


现在,好奇号将前往卡纳维拉尔角航天发射场第41号发射综合体,发射时间预定于2011年11月25日。



早在此之前4个月,一枚宇宙神V-541运载火箭就已经抵达了卡纳维拉尔角。在宇宙神V系列运载火箭的20个构型中,宇宙神V-541是运载能力第6大的构型,可以将17.443吨载荷送入低地球轨道,或将8.29吨载荷送入地球同步转移轨道,而宇宙神V系列运载火箭中运载能力最强的型号可以将29.4吨载荷送入低地球轨道,与波音公司的德尔塔IV-Heavy运载火箭基本同级。图左是这枚宇宙神V-541的第一级,图右为第二级。



这是在2011年9月,宇宙神V-541运载火箭第一级抵达卡纳维拉尔角航天发射场第41号发射综合体的垂直组装厂。在5、4、1之中,5代表直径5米,4代表4支助推器,1代表第二级拥有1台发动机。



宇宙神V-541运载火箭第一级起竖,实施垂直组装。



宇宙神V-541运载火箭第一级起竖完成。



从垂直组装厂上方向下看。这枚运载火箭的第一级有32.46米高。

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2012-10-28 16:06 上传


早在此之前4个月,一枚宇宙神V-541运载火箭就已经抵达了卡纳维拉尔角。在宇宙神V系列运载火箭的20个构型中,宇宙神V-541是运载能力第6大的构型,可以将17.443吨载荷送入低地球轨道,或将8.29吨载荷送入地球同步转移轨道,而宇宙神V系列运载火箭中运载能力最强的型号可以将29.4吨载荷送入低地球轨道,与波音公司的德尔塔IV-Heavy运载火箭基本同级。图左是这枚宇宙神V-541的第一级,图右为第二级。


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2012-10-28 16:07 上传


这是在2011年9月,宇宙神V-541运载火箭第一级抵达卡纳维拉尔角航天发射场第41号发射综合体的垂直组装厂。在5、4、1之中,5代表直径5米,4代表4支助推器,1代表第二级拥有1台发动机。


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2012-10-28 16:07 上传


宇宙神V-541运载火箭第一级起竖,实施垂直组装。


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2012-10-28 16:07 上传


宇宙神V-541运载火箭第一级起竖完成。


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2012-10-28 16:07 上传


从垂直组装厂上方向下看。这枚运载火箭的第一级有32.46米高。
好大的一个家伙!
那个降落系统真心NB。



宇宙神V-541运载火箭拥有4支固体燃料助推器(SRM),它们来自加利福尼亚州的宇航喷气公司,可以产生1270千牛推力。



继续安装固体燃料助推器,最后一枚了。



宇宙神V-541运载火箭的第二级实际上就是著名的半人马座火箭。上世纪50年代末至60年代初,美国国家航空航天局要求雷维斯研究中心和格林研究中心合作开发一种用于土星1、土星1B、土星5运载火箭上面级的新型氢氧燃料火箭,这种火箭必须能把它的载荷加速到逃逸速度。自1962年至今,它已经发射了200次,将包括维京一号、维京二号、旅行者一号、旅行者二号、太阳神一号、太阳神二号等等著名深空探测器送入轨道,而且,在未来,它还将继续承担星际飞行的重任,但经典的RL10A发动机会被新开发的ANGHPE发动机取代。



这枚波音公司制造的半人马座火箭被吊起。作为宇宙神V-541运载火箭的第二级,它将被安装在已经准备好的第一级上。

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2012-10-28 16:10 上传


宇宙神V-541运载火箭拥有4支固体燃料助推器(SRM),它们来自加利福尼亚州的宇航喷气公司,可以产生1270千牛推力。


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继续安装固体燃料助推器,最后一枚了。


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2012-10-28 16:11 上传


宇宙神V-541运载火箭的第二级实际上就是著名的半人马座火箭。上世纪50年代末至60年代初,美国国家航空航天局要求雷维斯研究中心和格林研究中心合作开发一种用于土星1、土星1B、土星5运载火箭上面级的新型氢氧燃料火箭,这种火箭必须能把它的载荷加速到逃逸速度。自1962年至今,它已经发射了200次,将包括维京一号、维京二号、旅行者一号、旅行者二号、太阳神一号、太阳神二号等等著名深空探测器送入轨道,而且,在未来,它还将继续承担星际飞行的重任,但经典的RL10A发动机会被新开发的ANGHPE发动机取代。


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2012-10-28 16:11 上传


这枚波音公司制造的半人马座火箭被吊起。作为宇宙神V-541运载火箭的第二级,它将被安装在已经准备好的第一级上。
2012-10-28 16:16 上传


这个装载放射性同位素热电机的吊篮被卡纳维拉尔角航天发射场的工程师们称为猩猩笼子。
2012-10-28 16:20 上传


2011年11月26日凌晨,宇宙神V-541运载火箭整装待发。发射时间被预定在当天10时02分至11时45分之间。



2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。



2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。



2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。



2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。



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2012-10-28 16:23 上传


2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。


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2012-10-28 16:23 上传


2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。


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2012-10-28 16:23 上传


2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。


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2012-10-28 16:23 上传


2011年11月26日10时02分00秒211毫秒,遥感系统首次确认宇宙神V-541运载火箭的垂直机动,这意味着它已经挣脱了固定螺栓,飞向太空,好奇号开始了近9个月、9亿千米的奔赴火星之旅。

2012-10-28 16:26 上传


好奇号预计将于2012年8月6日抵达火星盖尔陨石坑中心山脉旁边的一处盆地。盖尔陨石坑在30余处候选着陆点中被选出,因为根据自1964年至2011年的历次火星探测任务提供的数据,以及利用火星侦察轨道器、火星奥德赛探测器这2颗火星探测卫星的专项考察,都证明了盖尔陨石坑存在生命的可能性最大。如今,亿里之行,始于足下。
2012-10-28 16:28 上传



送几张好奇号拍摄的火星风光。虽然本人身居美帝,从事工程技术方面,实话实说,裤衩非常之白,但却是真心希望中国人的探测器有朝一日也能去火星旅游,更希望中国人能去火星上升国旗。。。。。。
中校不是白干的
强帖,学习了,一个火星机器人,融入了太多科技,我们还有很长的路要走啊。
很好!!!楼主辛苦了
MD科技让人叹为观止!!
大开眼界啊!!美帝真不白给!!
太牛比了
这个真心口水啊......

另外,感觉这个降落系统太复杂了,载荷效率太低。不能采用两级降落伞,在加底部气垫来缓冲着地冲击么?这样的方法简单,不必要的载荷(那个sky crane)也要少得多。

还有,很好奇那个“整流罩声学保护系统FAP”,起什么作用,为什么。
老美确实厉害,火星车由微波炉变成冰箱,现在居然成了微面大小,不过中国人才外流的情况还是很严重的