“好奇号”火星车登陆火星要经历“恐怖的七分钟”

航空航天 2年前 (2022) aysz01
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本月美国国家航空航天局将迎来最为雄心勃勃、最昂贵的火星任务,一艘搭载有史以来最为“聪明”的火星漫游者将登陆这颗红色的星球。该任务被称为“好奇”号火星科学实验室,实施这项登陆计划将冒着相当的风险,研究人员称这一阶段为“恐怖的七分钟”,因为火星车要从每小时1.3万英里的速度,约为2万千米每小时降至零速度。

“好奇号”火星车登陆火星要经历“恐怖的七分钟”

搭载火星车的登陆隔热舱进入火星大气层时将达到每小时2万千米的速度

科学家和工程师们届时将会焦急地等待着宇宙飞船穿过火星稀薄大气层的消息,由于本次登陆将有一个新的转折点,即火星车要试图通过一次吊缆缓慢降至盖尔撞击坑底部。位于地球上的科学家们在登陆开始的14分钟并不知道火星车是否安全着陆,直到无线电信号被地球接收到。根据位于华盛顿哥伦比亚特区的美利坚大学空间分析师霍华德・麦柯迪(Howard McCurdy)介绍:“如果着陆成功,那么火星车上的摄像机将捕获到的火星表面图像,这将会是一个巨大的技术进步,也是一次大赌博。”

“好奇号”火星车登陆火星要经历“恐怖的七分钟”

“天空起重机”降落方式可确保火星车上的灵敏仪器不受到扬起尘埃的影响

图为由艺术家绘制的美国国家航空航天局加州喷气推进实验室研制的“天空起重机”,可保证“好奇”号火星科学实验室安全降至火星表面。在进行了8个半月的空间飞行、完成3.52亿英里航程后,该火星车将于2012年8月5日进入着陆程序,登陆火星表面。“好奇”号火星科学实验室将是火星未来探索的方向,以确定这颗红色的行星曾经是否具有适合微生物生存的环境。在此之前,火星探测器登陆任务已经发现了冰水存在的现象,以及流水留下的痕迹。“好奇”号火星车将钻探火星岩石和土壤寻找碳和其他元素。

“好奇号”火星车登陆火星要经历“恐怖的七分钟”

“好奇”号火星科学实验室相当于一辆迷你Cooper的大小

火星的英文名为Mars,这是一个罗马神话中的战神,它似乎对人类的探测器怀有“敌意”,无情地吞没了许多火星探测器,在人类探索火星的历史上,超过一半的登陆探测器在各种灾难中结束了任务使命,只有美国的数个火星探测器取得了巨大成功。根据前美国国家航空航天局火星探索的领军人物、现任教于斯坦福大学的科学家斯科特・哈伯德(Scott Hubbard)介绍:“如果我们想在火星上继续探索,那么就需要完成登录任务。”

“好奇号”火星车登陆火星要经历“恐怖的七分钟”

“好奇”号火星科学实验室将重达一吨

“好奇”号火星科学实验室质量太大,重达近一吨,因此工程师们不得的设计出新的登陆方法,使得火星车可以穿过稀薄的大气层,此前的登陆方式不足以减缓这艘近一吨的探测器。“好奇”号火星车将通过一系列S型制动减速,类似于轨道舱重返地球大气层时的动作。在由隔热罩包裹的着陆器接近每小时900英里时候,即每小时1450千米,着陆器将释放巨大的超音速减速伞。在第一阶段的减速过程中,隔热系统将承受大气摩擦产生的高温并打开测高雷达。

“好奇号”火星车登陆火星要经历“恐怖的七分钟”

位于安装车间内的“天空起重机”

在超音速降落伞完成减速制动后,“好奇”号火星车着陆系统将抛弃降落伞,并激活配备反推火箭动力的“天空起重机”,通过反推火箭的制动使得火星车悬停的一定的高度上,火星车则由“天空起重机”中的电缆缓慢降至地面,速度小于每小时2英里,约为3.2千米每小时。之所以要通过复杂的起重式电缆将火星车缓慢降至火星表面,是因为若使用反冲火箭发动就进行软着陆将扬起大量尘土,以至于火星车上的传感器灵敏度受到干扰。这种着陆方式相对复杂,即便科学家精心设计了登陆程序,一阵突然袭来的风、火星上的尘暴或者其他问题都可能使得着陆任务失败。

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登陆舱将启动测高雷达精确抛弃降落伞的时间

“好奇”号火星科学实验室的探索目标是位于火星赤道附近的盖尔撞击坑,科学家在此之前发现盖尔撞击坑中存在流水侵蚀的地貌。来自火星轨道探测器的图像资料显示,其中发现了粘土和硫酸盐类矿物的存在,这暗示着此前该地区存在液态水流动,位于撞击坑中山脉的近地面古老岩层中。“好奇”号火星车将进行为期两年的火星之旅,由钚放射性同位素热电机提供能量可使火星车爬上盖尔撞击坑中的一个山脉。

“好奇号”火星车登陆火星要经历“恐怖的七分钟”

处于隔热系统内的火星车与反推火箭“起重机”

由于火星表面环境极其恶劣,好奇号的使命中并没有直接寻找生命的计划,相反它携带了一个科学实验室,包括钻探工具、岩石破碎激光器,移动化学实验室可探测有机物是否存在。自19世纪以来,美国天文学家玻西瓦尔-罗威尔(Percival Lowell)就通过望远镜推测火星上存在文明,并进一步认为火星上的暗线为智慧生物开拓的大型运河。但现在的科学家们认为如果火星上此刻确实存在生命,那么更大可能是以微生物的形式出现。好奇号火星科学实验室也将会探索在盖尔撞击坑中是否存在符合微生物生存的环境。

腾讯科技讯(Everett/编译)

版权声明:aysz01 发表于 2022-04-20 17:55:36。
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