火星上的前100天:NASA的恒心漫游车将如何开始执行任务

2021-02-21 13:16:08

在太空任务中,时间就是一切。要使任何这样的任务成功完成,都需要复杂的命令和动作编排,仅此而已是逃离另一个世界的表面。现在,即2月18日,美国宇航局(NASA)的恒心漫游车降落在火星上,这是星际年表上的另一场精致舞蹈,这是其美学上相同的兄弟姐妹“好奇号”(Curiosity)的继任者,“好奇号”于2012年降落。在火星上的前世,以及其他令人兴奋的实验。

1,025千克的火星车由放射性同位素热电发电机提供动力,由decay的腐烂产生的热量为其提供燃料,这应有助于避免尘土飞扬的命运,例如过早地终止其太阳能前身“机遇与精神”的使命;但是降落后尽快起步并运行仍然至关重要。漫游者在一次火星年(两个地球年)的主要任务中需要进行大量的科学工作。而且,尽管其任务可能会延长,但鉴于其在Jezero Crater内的古老火星河三角洲中着陆点的压倒性优势,科学家们渴望尽快使球滚动。

但是,在坚持不懈之前,毅力需要首先忍受其自主的7分钟下降到地面的时间,即所谓的“恐怖的7分钟”,然后检查其重要器官是否正常运转以及首次尝试进行空中飞行。可以说,忙碌的漫游者的日程安排确实很拥挤。当然,星际任务的时机总是会根据事情的进展而变化,但是恒心在火星上的头100天已经有了时间表。 (请注意,火星上的一天比地球上的一天长约40分钟。)

毅力着陆后要做的第一件事是发射一些烟火设备,释放流动站上摄像机的盖子。然后,它将在流动站的前后拍摄图像,然后通过NASA的火星奥德赛航天器和欧洲的跟踪气体轨道器将其发送回地球。在那之后?当然,快速打个na,“要在火星上给电池充电直到第二天,”加利福尼亚州NASA喷气推进实验室(JPL)的任务副项目经理詹妮弗·特罗斯珀说。

在接下来的几天中,毅力将完成许多重要任务,以确保其正常运行。 Trosper说,它将确认其在火星上的确切位置,而团队将“尝试建立车辆的基本功能-电源,热量和通讯”。 “由于这些基本功能中的任何一个不起作用,车辆可能会很快受到伤害。”它还将使用太阳的头顶位置来找出地球在天空中的确切位置,以进行直接通信,然后检查其仪器和系统,同时继续向周围的环境反射图像。

Trosper说:“完成这些工作大约需要四到五天的时间。”同时,接下来的五天将用于从流动站着陆的软件过渡到在地面上运行所需的软件。然后,流动站将测试其机械臂,该机械臂将用于在表面上收集和存储样本,并且还将采取其最初的“步骤”,对六个坚固的车轮进行短暂驱动。然而,尽管所有这些都在进行中,但另一个团队将仔细研究着陆点的图像,为进行重大测试做好准备-火星上的第一次飞行。

藏在坚韧不拔的腹部的是一个0.5米高的小巧行李箱,名为Ingenuity。这架具有四个旋转叶片的“火星直升机”将首次尝试通过动力飞行在另一个世界的天空中飞行,这是一项技术演示,它可能是未来人类执行侦察无人机飞行的序幕。 Trosper说,Ingenuity的飞行将需要毅力找到一个平坦的位置,该位置是直升机团队在降落地点10天车程内找到的某个地点,或者说距离不超过一公里,而漫游车每天可以走约100米。

找到该站点后,部署将很慢。毅力在恒心下横向存放,因此必须缓慢旋转并降低到地面。腿部必须在弹簧的帮助下展开,而直升飞机在转换为自己的机载太阳能电池之前,必须从毅力中获得最后的冲动。然后,一旦所有检查完成并且一切准备就绪,它将轻轻地掉到表面上。从理论上讲,除了电池充电以外,整个过程只需几分钟。 JPL直升机机械工程负责人约书亚·拉维奇(Joshua Ravich)表示,但是工程师们将非常谨慎地进行工作,并沿途拍摄多张照片,这意味着整个部署实际上将“在火星周内”。

从这里开始,直升机开始执行任务。它有一个30天的窗口,可以在火星上进行多达5次自主飞行,每次飞行可持续90秒。飞行将开始于低空和短距离,但最终应发展到更高的高度和可能几百米的距离。拉维奇说:“第五次飞行可能与升空一样复杂,要飞一段距离,自己选择一个新的着陆点并着陆,”每天最多只能尝试一次飞行,而直升机则介于两者之间。坚持不懈地观看,为航班拍摄图像甚至视频。

这些早期活动有一定的误差,最早的一天可能是60天,而最晚的一天可能是100天。无论哪种方式,直升机测试飞行的结束(五次飞行或30天,以先到者为准)都将意味着任务的初始阶段已经结束。现在,将开始朝流动站的主要科学目标迈进。 “工程师将漫游车的钥匙交给了科学团队,”毅力项目副科学家凯蒂·斯塔克·摩根(Katie Stack Morgan)说。 “一旦直升机完成,我们的许多科学仪器将准备就绪。”

科学团队将在火星飞行任务的最初几周内,选择第一个地点将火星车送往。摩根说:“根据我们的着陆地点,我们有[站点]菜单可供选择。” “我预计我们可能正在考虑的是在调查[河]三角洲之前计划在火山口层进行科学调查,因为它可能是火山岩,而且火山岩确实非常适合获取绝对年龄数据,”为流动站将来收集的任何样本提供有用的时间基线。

在此后的几天里,恒心公司有可能在火星上first取其第一批样品,并将其第一支雪茄大小的试管留在地面上,这些小试管旨在由未来的样品返回任务收集,并带回地球。它的MOXIE仪器是一种技术演示器,它将从火星大气中抽取二氧化碳以将其化学转化为可呼吸的氧气,它可能会启动并运行,火星气象仪器MEDA和RIMFAX也会使用雷达来寻找水。冰地下。

鉴于直升机处于初期阶段,这是一项不同于其他任务的任务。但是一旦完成,并且流浪者已经通过检查以确认其运行正常,那么对火星的主要任务将真正开始。在火星上航行了头100天后(可能在6月的某个时候),这辆火星车将准备进行迄今为止最令人兴奋的生命搜寻。 Trosper说,此时,它“正在全力以赴”,谁知道可能会存储什么秘密?