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“好奇”号疯狂高科技着陆步骤解析

2012/8/14 | 3931次阅读 | 来源:腾讯网 发表评论

关键词:前沿科技 | 作者: | 收藏这篇资讯

一.好奇号火星科学实验室(MSL)将探索盖尔撞击坑夏普山

            据国外媒体报道,美国 国家航空航天局打造的高科技火星科学实验室已于美国东部时间8月6日凌晨01:30降落在火星赤道附近的盖尔撞击坑。在此之前,火星车将经历“恐怖的七分 钟”,整个着陆动作分为进入火星大气层摩擦产生高温、打开超音速降落伞、抛弃降落伞后启动“天空起重机”,这种登陆方式首次用于行星登陆,将帮助好奇号从 每小时1.32万英里,即每小时2.12万公里的速度降至零。

根据美国国家航空航天局火星科学实验室登陆系统首席工程师亚当·斯特尔泽纳 (Adam Steltzner)介绍:“当我们提出这套着陆方案时,几乎都对它笑而置之,人们认为这套登陆 方案可能无法工作,而好奇号却是有史以来质 量最大、最复杂的火星车,更重要的是我们没有演练的机会,因为火星大气与地球截然不同。”

二.进入火星大气层需经历“恐怖的七分钟”

美国东部时间6日凌晨01:20,好奇号着陆舱开始进入火星大气,受到火星高层大气影响,摩擦产生高温。火星车共携带了165磅,即75公斤的科学仪器,将揭开火星上曾经存在,或者可能存在的生命痕迹。

三.穿过火星大气层抵达距离火星地表130公里处

好奇号火星科学实验室被着陆舱包裹着,着陆舱由上下两部分组成,进入火星大气后速度将达到每小时1.32万英里,即2.12万公里每小时,随着高温摩擦减速,着陆舱的速度将降低90%并打开降落伞,这时着陆舱的高度为80英里,即130公里。

四.史无前例的超音速降落伞

图中显示的着陆舱已经抛弃了下部隔热罩,打开测高雷达,可以清楚地看到火星车的起落架。位于顶部的超音速 降落伞达到了60英尺宽,即18米,是美国国家航空局有史以来向另一颗行星发射的探测器中携带的最大最强的减速伞,可在着陆舱降落阶段产生6.5万磅的阻 力,约为3万公斤的拖拽力。如果超音速降落伞没有打开,那么火星车将无法登陆火星,这也是“恐怖七分钟”内一个关键性的时刻,根据美国国家航空航天局科学 家斯特尔泽纳认为我们可以保证减速伞打开成功率为99%,假设所有系统都能按正常工作,就可以成功登陆火星。

五.启动“悬停式反推火箭”

减速进行到这一阶段的着陆舱已经完成抛弃隔热罩和超音速降落伞,处于着陆舱内部的仅为反推火箭和好奇号火 星车,按照设定程序,反推火箭起重机将悬停在66英尺的高度,即20米,通过火星重力作用将好奇号缓缓放下。由于好奇号具有庞大的重量,需要更大结构的着 陆装置,采用空中悬停式吊臂设计可完成这项任务,而传统的弹跳式着陆只能适用于质量较小的火星车,无法满足重达2000磅,即907公斤的好奇号。

六.反推火箭起重机缓缓放下火星车

被喻为“天空起重机”的悬停式反推火箭装置可帮助好奇号火星车以安全速度接触火星表面,整个设计看起来非常疯狂,但经过反复工程推演,科学家认为该方案时可行的,使得行星登陆技术向前跨越了十年。

七.好奇号火星车车轮接触火星表面

随着好奇号火星车着陆舱减速成功,并登陆火星表面,科学家将更好地掌握盖尔撞击坑附近的火星土壤情 况,将比其前辈火星车收集到更多更有效率的数据。早在2004年,火星探索漫游者系列勇气号和机遇号成功登陆火星,着陆区面积为92×12英里的椭圆形, 而好奇号则更加精确,着陆区面积只有12×4英里。

八.蓄势待发的好奇号核动力火星科学实验室

在完成减速后,好奇号火星车成功降落位于赤道附近的盖尔撞击坑,随后悬停式“天空起重机” 将调整推力喷口向另一个方向飞去,飞离好奇号的安全区。此刻的好奇号,将花上数周时间进行系统自检,激活手持式摄像机、岩石探测激光器、气象传感器以及检 测矿物质和有机化合物的工具,在未来的两年内好奇号将漫游盖尔撞击坑和夏普山,寻找火星生命。

 

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