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“好奇号”着陆过程:从太空到火星表面的恐怖7分钟

发布时间:2012年08月08日 09:56 | 进入复兴论坛 | 来源:环球科学 | 手机看视频


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  “好奇号”很精密,这意味着它的体积和质量都很大。“好奇号”的大小和一辆Mini Cooper差不多,重量为1 000千克。发射“好奇号”的太空舱比阿波罗计划的载人太空舱还要大。与此相应,“好奇号”火星车采用的着陆方式也是前所未有的,十分大胆。  在行星际航行过程中,火星车折叠装载于进入舱(entry capsule)内。着陆过程的第一步,火星车与推进动力系统分离(1)。作为镇重物的钨块从进入舱中弹出,变为舵翼,改变进入舱的重心位置。进入舱以极超音速(约6 000米/秒)进入火星上层大气,摩擦减速产生的巨大热量被隔热罩吸收(2)。同时,进入舱水平飞行减速,侧面的火箭推进器点火,控制舱体落向预定着陆点(3)。  进入舱到达10千米高度,弹出降落伞,降落伞长50米,直径21.5米(4)。此时的飞行速度仍超过音速,降落伞的设计是这个计划中的难点。在这样的速度下,降落伞如何展开,其原理和特性我们尚未完全掌握,也很难建模,它可能发生振荡,甚至无法展开。  降落伞弹出后,进入舱立刻抛弃隔热罩,打开地面传感雷达系统。到达约2千米的高度时,进入舱的速度大约是100米/秒——这差不多也是最终的速度了,火星大气最多也就能把进来的飞行器减速到这个程度,不过对于安全着陆来说,还是太快了。此时,火星车从降落伞下脱离,背包式火箭推进器点火,控制火星车下降(5)。  在火星地面上空约20米的高度,火星车被悬挂在三根缆绳上,这种结构叫做“空中吊臂”,车轮与悬架装置展开到位,火星车着陆,着陆速度约为0.75米/秒(6)。系统将等待两秒钟,确认火星车是否降落在坚实的地面上。随后引爆几个小型爆炸装置,切断缆绳和数据操控电缆。然后,“动力背包”飞离,在约450米外碰撞着陆(7)。大约一个小时内,我们就能收到来自火星地表的第一张图片,到第二个月末,“好奇号”上搭载的实验室就会分析完首批土壤和岩石样品。

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