動科普 | 毅力號平穩“入坑” 揭秘那些經典着陸姿勢_風聞
中国科学院国家天文台-中国科学院国家天文台官方账号-发布科研成果,普及天文知识2021-02-20 15:05
北京時間2月19日凌晨4點55分,美國宇航局新一代火星車“毅力號”,以“空中吊車”的技術成功着陸在火星的耶澤羅隕石坑——一個直徑約45公里的撞擊盆地,曾經可能有一個充滿水的河流三角洲,可能還有生命的地方。
“毅力號”是美國宇航局迄今為止建造的體積最大、質量最重、也是最複雜的火星車,採用核電池供電,大小堪比一輛小型的SUV汽車。不過,從各個角度來看,“毅力號”身上都滿是前輩“好奇號”的影子,無論是外形、降落方式,還是探測目標、科學儀器,無不彰顯着自己“好奇號Pro”的氣質。
與“好奇號”不同的是,“毅力號”還在腹部攜帶了一架名為“機智號”的無人機,通過太陽能電池板供電,預計每個火星日能提供90秒左右的飛行時間。這是首次在另一個星球上測試地對地動力飛行,如果成功,將“開啓火星探索的全新時代”。
“毅力號”計劃在火星工作兩年,主要任務包括尋找火星上數十億年前存在的微生物以及生命的跡象,研究火星的地質、氣候,進行二氧化碳製取氧氣實驗等,為人類將來探索火星、駐留火星做準備。
“毅力號”裝備了比“好奇號”更先進、更專注於樣本採集的七種武器:桅杆變焦相機系統、超級相機、X射線岩石化學行星儀、紫外拉曼光譜儀、火星氧氣就地資源利用實驗模塊、火星環境動態分析儀、火星地下實驗雷達成像儀。
“毅力號”成功登陸,火星生命搜尋掀開新篇章。而在前不久的2月10日,我國的天問一號火星探測器也成功進入火星軌道,在未來2-3個月內,它將認真勘察待選火星着陸點,調整軌道到最佳着陸窗口,讓我們共同期待天問一號的高光時刻!
毅力號是以“空中吊車”技術成功着陸的。火星着陸技術還有哪幾種呢?各有什麼優缺點?我們接着看。
01
空中吊車
代表:好奇號、毅力號
↑ 毅力號火星探測器
降落時,着陸器分為兩部分,上部分是一個擁有強力反推火箭的空中吊車,它與火星車依靠3根尼龍繩和1根負責信號與控制指令傳輸的“臍帶”電纜連接。當火星車感應到穩定接觸火星地表後,尼龍繩和電纜將瞬間被切斷。隨後空中吊車會用盡所有的能量,向儘量遠的地方飛去,最終墜毀。

優點
可釋放質量和體積較大的火星車,對着陸區域地形要求低,能攜帶精密儀器。
缺點
技術難度最高,存在質量上限
02
火箭反推懸停降落
代表:天問一號
↑ 天問一號傳回首幅火星圖像
反推火箭啓動後會一直工作到降落火星表面,採取火箭反推方案進行初步減速和懸停確定着陸地點。

優點
適合各種質量的着陸器着陸,安全係數最高
缺點
對着陸區地形要求高,儀器複雜度受限
03
氣囊彈跳降落
代表:勇氣號、機遇號
↑ 勇氣號火星探測器
始着陸時,與火箭反推懸停降落方式相同,在最後階段,着陸器會分離成兩個部分,一部分攜帶有反推火箭和燃料罐,另一部分則將火星車摺疊後牢牢包裹在巨大的氣囊中。氣囊在距離火星地表數米處釋放,在地面經過多次彈跳後穩定。氣囊內部往往有平衡設備,保證氣囊停止運動後摺疊的火星車跟地面保持正確的姿態。

優點
適合可移動的中型火星車,對着陸區域地形要求不高
缺點
氣囊能力保護有限
3個月後,天問一號探測器將擇機實施登陸任務。目前它已成功實施近火捕獲制動任務,期待它能為人類深空探測作出新的貢獻。那麼問題來了,你更喜歡哪種火星着陸方式呢?
出品:國家天文台 光明網科普事業部
監製:戰釗、宋雅娟
策劃:宋雅娟
製作:肖春芳、蔡琳
部分視頻素材來源:
NASA
Mission Overview NASA’s Perseverance Mars Rover
NASA Begins Building Next Mars Rover Mission
NASA Mars Helicopter Ingenuity Animations
NASA’s Mars 2020 Perseverance Rover Landing Animations
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