圖為“好奇號火星車(資料圖片)。新華社發。
“好奇號知識問答
美國“好奇號火星車6日在火星表面著陸,探索這顆紅色星球過去及現在是否存在適宜生命存在的環境。這是人類迄今向其他星球“派出的最精密的移動科學實驗室。
在“好奇號登陸火星的過程中,最驚險的歷程當屬進入火星大氣層、下降然後著陸。在短短7分鐘內,“好奇號時速將由約2萬公里下降至零,由於難度高、風險大,美國航天局稱之為“恐怖7分鐘。
**著陸過程複雜 **
切入 :“好奇號進入火星大氣層的切入點距著陸點高度約為131公里,切入時速度約為每秒5.9公里。進入火星大氣層之前,飛行器隔熱罩上安裝的小型發動機點火,調整飛行器姿態,將隔熱罩正對前方。
下降 :切入大氣層後,飛行器將通過拋掉兩塊鎢質載荷的方式錯開原有重心位置,幫助飛行器與火星大氣層發生劇烈摩擦時獲得升力。降落傘打開之前,隔熱罩再次拋掉一組物質負荷,為降落傘順利打開做好準備。降落傘在飛船距火星表面約11公里時啟動,名為“天空起重機的助降設備及“好奇號降速後,逐步與隔熱罩、降落傘分離,“天空起重機上安裝的8臺反衝推進發動機同時啟動,進入有動力的緩慢下降階段。
著陸 :當反衝推進發動機將“天空起重機和“好奇號組合體的速度降至大約每秒0.75米之後,幾根纜繩伸出,將“好奇號從“天空起重機中吊出,懸挂在下方。此時,“天空起重機和“好奇號組合體距火星表面已經很近。隨著組合體的進一步下降,纜繩不斷被拉長,“好奇號火星車的輪子和抗震系統在觸地時立刻啟動,纜繩會被立即自動切斷,“天空起重機隨後在距離“好奇號一定安全距離範圍內著陸。
**難度高 風險大 **
將“好奇號在7分鐘內由時速約2萬公里驟降至零並非易事。“好奇號項目的運營由美國航天局噴氣推進實驗室負責,該實驗室工程師亞當·斯泰爾茨納認為,“好奇號著陸“難度系數高於10。
早期火星登陸器均包裹在氣囊內“砸在火星表面。這種著陸方式對“勇氣號和“機遇號等個頭較小、重量較輕的探測器來說還行得通。不過,“好奇號重近1噸,是“勇氣號和“機遇號的5倍多,老方法已不適用。
因此,科學家只能另尋他途。火星大氣層比較稀薄,如果沒有外力相助,單靠火星大氣的摩擦阻力最多只能使“好奇號時速由約2萬公里降至約1600公里。選擇可以制動降落的“天空起重機無疑可以解決降速問題。
對人類發射的著陸器來說,火星歷來不是個好去處,事實上,人類發射的半數以上火星探測器以失敗告終。儘管美國有過成功先例,但這並不能為“好奇號著陸成功“打包票。即便整個複雜的著陸過程已經過精心設計,火星表面的反常沙塵暴、突然的大風或其他問題都可能使著陸失敗。等到2.4億公里外的科學家接到信號時,“好奇號要麼已經著陸,要麼已經功敗垂成。
美國航天局前火星項目負責人斯科特·哈伯德表示,“你也許已經做了所有能想到的事情以確保任務成功,但火星仍能給你出難題。美利堅大學太空政策專家霍華德·麥壟迪說:“這是個巨大的賭博,如果成功,這將是重大技術進步。