图1:“天空起重机”系统正在协助“好奇”号火星车实现平缓降落模拟图(来源:NASA网站)
据NASA网站2012年8月6日报道,美国国家航空航天局(NASA)地面控制中心6日表示,“好奇”号火星漫游车已于美国东部时间凌晨1时31分(北京时间当日13时31分)成功在火星表面着陆。它将展开为期两年的任务,首要任务是研究过去或者现在的火星环境是否能够支持生命存在。
“好奇”号于2011年11月发射升空,经过8个月的时间飞行5.67亿千米抵达火星,在火星赤道以南的盖尔陨坑(Gale Crater)内着陆。“好奇”号是NASA迄今最为先进的火星漫游车,大小与一辆小汽车接近,全长3米、宽2.8米、高2.1米、机械臂长2.1米、轮子直径0.5米、重899千克。
“好奇”号火星车的动力由一台多任务放射性同位素热电发生器(MMRTG)提供。这台发电机本质上是一块核电池,它可以将热能转化为电能。主要包括两个组成部分:一个装填钚-238二氧化物的热源,以及一组固体热电偶,它们可以将钚-238产生的热能转化为电力。其中包含4.8千克的钚氧化物,可以提供稳定的热能为“好奇”号供电。
“好奇”号登陆火星的过程十分复杂,尤其是进入火星大气层、下降然后着陆的过程。在短短7分钟内,“好奇”号时速将由约2万千米下降至零,难度高、风险大。
“好奇”号进入火星大气层的切入点距着陆点高度约为131千米,切入时速度约为每秒5.9千米。进入火星大气层之前,飞行器隔热罩上安装的小型发动机点火,调整飞行器姿态,将隔热罩正对前方。切入大气层后,飞行器将通过抛掉两块钨质载荷的方式错开原有重心位置,帮助飞行器与火星大气层发生剧烈摩擦时获得升力。降落伞打开之前,隔热罩再次抛掉一组物质负荷,为降落伞顺利打开做好准备。降落伞在飞船距火星表面约11千米时启动,名为“天空起重机”的助降设备帮助“好奇”号降速后,逐步与隔热罩、降落伞分离,“天空起重机”上安装的8台反冲推进发动机同时启动,进入有动力的缓慢下降阶段。
当反冲推进发动机将“天空起重机”和“好奇”号组合体的速度降至大约每秒0.75米之后,几根缆绳伸出,将“好奇”号从“天空起重机”中吊出,悬挂在下方。此时,“天空起重机”和“好奇”号组合体距火星表面已经很近。随着组合体的进一步下降,缆绳不断被拉长,“好奇”号火星车的轮子和抗震系统在触地时立刻启动,缆绳会被立即自动切断,“天空起重机”随后在距离“好奇”号一定安全距离范围内着陆。
“好奇”号造价高达25亿美元,其登陆成功与否,对美国火星探索方向起决定性作用。此前,“勇气”号和“机遇”号火星车针对大片的火星表面,希望能寻找到水,相比之下,“好奇”号携带了一整套完整的化学实验室,其中包括10个科学仪器以及1个样本获取、处理和传送系统。多个仪器将相互配合,共同对潜在的取样目标进行远程探测研究和现场测量。“好奇”号将借助相关设备获取岩石、土壤和大气样本并利用车载分析仪器对其进行分析。
图2:“好奇”号发回的拍摄自己影子的黑白图片(来源:NASA网站)
目前,“好奇”号已向地面控制中心发回首批黑白图像,按计划,初期发回的图像都是低分辨率的。预计本周内,当“好奇”号的桅杆升起之后,将陆续传回更高分辨率的彩色图像。(刘爽 综合编译)