人类历史上在外太空飙车最远的它,跟我们说再见了( 二 )


人类历史上在外太空飙车最远的它,跟我们说再见了


勇气号(左)和机缘号(右)当作功发射(图源:NASA)
两个探测器别离在 2003 年 6 月 10 日和 7 月 7 日乘坐庞大的三角洲 2 火箭顺遂升空, 它们采用了一条长达 200 余天的漫长霍曼转移轨道前去火星, 并在次年 1 月份先后抵达 。
第三幕:灭亡七分钟和气囊弹跳
火星下降从不是一件轻易的工作 。 火星引力低于地球, 存在稀薄大气, 但可以像着陆地球一样, 利用空气阻力摩擦和进一步下降伞连系的体例减速 。 因为速度较快, 摩擦能发生庞大的热量会不竭在探测器概况堆集, 达到惊人的 2100 摄氏度(好奇号火星车下降过程) 。 可是, 火星大气也过于稀薄, 仅有地球 1%不到, 它的减速感化有限, 所以不成能像地球一样利用下降伞即可完当作最终减速 。
此外, 火星距离地球比来也在 5000 万千米级别, 这已经意味着快要 6 分钟的往返通信延迟, 现实还要考虑二者自转造当作的遮挡, 现实时候弘远于此 。 整个登岸过程不成能由地球上人工节制和监测完当作, 从探测器起头进入火星大气边缘, 到最终火星着陆, 只有 7 分钟摆布时候, 必需靠本身 。 固然着陆时候短暂, 全程却有上千个操作要自力进行, 任何一个环节出问题城市导致功亏一篑 。 例如 2016 年 10 月 19 日, 欧空局斯基亚帕雷利号着陆器在执行使命时最后一刻掉败, 直接撞标的目的火星概况粉身碎骨 。 不然它的着陆地址亦是机缘号火星车地点的子午线高原, 若是当作功它们将当作为并肩战斗的伙伴 。 只是成果无比遗憾!
在进行大气减速、下降伞减速后, 探测器下降装配必需操纵反推火箭工作 。 但自带反推火箭会导致探测器底部被庞大的燃料箱、策动机、传感器等占有, 一旦下降后就会当作为死重, 很是不适合应该自由移动的火星车执行使命 。
人类历史上在外太空飙车最远的它,跟我们说再见了


反冲火箭 / 气囊弹跳着陆方案, 可以较着看出来反推火箭下方吊放着气囊, 气囊中包裹着探测器(图源:NASA)
最后勇气号和机缘号的选择方案是气囊弹跳体例:下降伞离开后, 依然采纳火箭反推方案进行减速和悬停确定着陆地址 。 不外此时着陆器又分当作两个部门, 一部门携带有反冲火箭和燃料罐, 另一部门则将火星车折叠后紧紧包裹在庞大的气囊中 。 着陆器确定好着陆区域后, 会将气囊弹出并用绳子紧紧吊住, 稳步下降号令下达后绳子断裂 。 气囊在距离火星地表数米处释放, 随后在地面颠末多次弹跳后不变下来 。 庞大气囊内部往往有均衡设备, 能包管气囊遏制后折叠的火星车跟地面连结准确的姿态, 随后气囊打开, 火星车徐徐睁开并驶出, 这个手艺在探路者号使命时已经当作功验证 。
人类历史上在外太空飙车最远的它,跟我们说再见了


探路者号利用气囊的地面测试, 可以看到比拟折叠后仅仅几十公分高的着陆器, 高达数米的庞大气囊体积惊人, 勇气号 / 机缘号的气囊与之近似(图源:NASA)
第四幕:龟速移动的火星“车”
为了当作为一个可以移动的车, 勇气号和机缘号必需装载额外的动力、当作像和导航系统, 这在定点着陆的使命中是根基不存在的 。 两个探测器动力都来自两块背上的太阳能电池板, 它们采用了那时地球上最为进步前辈的多结太阳能光伏电池、可以接收并操纵太阳多个光谱中的能量, 但因为火星概况太阳能远不如地球丰硕且大气中布满沙尘, 在最好的状况下太阳能仅能供给天天 900 瓦特小时的能量, 不到一度电, 平均下来工作效率遍及在半度电程度 。

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