“好奇”號火星著陸 50年前原型已現(xiàn)（圖）

發(fā)布時間：2012-06-26 10:08:59　來源：新浪科技

　北京時間6月26日消息，7周之內(nèi)，美國宇航局的“好奇”號火星車便將在太空起重機的幫助下在火星表面著陸。在太空起重機利用繩索和制動火箭讓“好奇”號慢慢降落蓋爾隕坑之前，制動降落傘將首先打開，將“好奇”號以及太空起重機的速度降至亞音速。在設(shè)計“好奇”號制動傘過程中，宇航局將目光投向大約50年前進行的制動傘測試數(shù)據(jù)。

　　2009年3月和4月，“好奇”號的制動降落傘在世界上最大的風洞接受測試。這個風洞位于加利福尼亞州莫菲特場的美國宇航局艾姆斯研究中心

　　“好奇”號的制動傘是這輛火星車降落過程中所受到大氣阻力的主要來源。這個制動傘直徑64.7英尺(約合19.7米)，是一個盤縫帶傘，由一個發(fā)射器打開。制動傘的主盤是一個圓頂形傘蓋，頂部有一個洞，用于緩解空氣壓力。主盤下方有一個裂縫，充當通氣口，防止傘蓋破裂。裂縫下方是一條織物帶，在設(shè)計上通過控制進氣方向，提高橫向穩(wěn)定性。

　　在地球上測試制動傘這樣的“好奇”號重要組件并不是件容易的事情，因為火星大氣的厚度只有地球的百分之一，引力只有地球的三分之一。在地球上模擬這些環(huán)境雖然能夠做到，但費用極高。在“好奇”號研發(fā)初期，任何高空超音速測試的費用都會達到令人望而卻步的程度。當時，美國噴氣推進實驗室的工程師將制動傘的研究工作分為幾個階段，每個階段獨立進行測試，測試對象包括發(fā)射器打開、傘蓋充氣，充氣后強度，超音速性能以及亞音速性能。幸運的是，從上世紀60年代晚期開始，宇航局就掌握了高空超音速降落傘的數(shù)據(jù)，所針對的探測器與“好奇”號體積相當。

　　在為1976年的“海盜”號火星任務(wù)研究相關(guān)細節(jié)時，宇航局擁有充足的預(yù)算，用于在上世紀60年代末之前將美國宇航員送上月球。在這種預(yù)算環(huán)境下，宇航局啟動了3項降落傘測試計劃，分別是進入行星大氣層降落傘計劃(以下簡稱PEPP)，超音速行星進入探測器計劃(以下簡稱SPED)和超音速高空降落傘實驗(以下簡稱SHAPE)。

　　PEPP計劃進行了16次高空超音速展開測試，其中有8次使用盤縫帶傘，1次在上層大氣層對直徑64.7英尺的降落傘進行超音速測試。當時的降落傘共有72個幅段(“好奇”號降落傘共有80個幅段，用以降低織物壓力和允許使用輕型織物)和72根將降落傘與束帶連接在一起的傘繩。測試時，束帶與載荷相連。載荷是一個直徑15英尺(約合4.5米)的模擬飛船。

　　1967年7月28日，整個結(jié)構(gòu)——載荷以及減速傘——在新墨西哥州羅斯威爾的沃克空軍基地進行測試，搭乘一個2600萬立方英尺(約合73萬立方米)的熱氣球進入高空。3小時后，載荷進入測試所需高度——白沙導(dǎo)彈試驗場上空大約13萬英尺(約合4萬米)。這一高度能夠模擬降落時在火星上層大氣層遇到的環(huán)境。

　　達到這一高度后，載荷脫離熱氣球。3.8秒后，火箭發(fā)動機點火，將模擬飛船的速度提升到1.5馬赫。在此之后，束帶拉開，彈出降落傘。降落傘隨即充氣，一度短暫塌陷，隨后再次充氣，3秒鐘內(nèi)完全充氣并趨于穩(wěn)定。測試中遇到的唯一一個大問題是傘蓋的2個幅段出現(xiàn)破損，導(dǎo)致最小表面積減少不到0.5%。這項測試取得成功，證明在稀薄大氣中打開直徑64.7英尺盤縫帶傘具有可行性。這種降落傘充氣后可產(chǎn)生足夠阻力，減緩載荷朝著目標行星表面的降落速度。

　　盤縫帶傘參與了宇航局幾十年來的火星任務(wù)。“海盜”號登陸器，“火星探路者”號漫游者，火星探測漫游者以及“鳳凰”號登陸器都使用這種降落傘。太空起重機可能是所有火星任務(wù)中最為先進復(fù)雜并且精確度最高的登陸系統(tǒng)。相比之下，“好奇”號的減速傘雖然不是什么新技術(shù)，但也擁有長達近50年的成功服役史。(孝文)

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