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美国宇航局的“坚忍不拔”号火星车经受了火、冰、光和声音的

尽管汽车制造商在2019年为这个世界制造了超过9200万辆汽车,但NASA只为火星制造了一辆。坚持不懈的火星漫游者是一种类型,测试需要准备好让它在红色星球的平均(和未铺设的)街道上滚动是一种类型,以及。

南加州NASA喷气推进实验室的项目经理约翰·麦克纳米(John McNamee)说:“火星很硬,这是众所周知的。”“他们可能没有意识到的是,要想在火星上取得成功,你必须在地球上进行绝对的测试。”

虽然对项目号进行的独特测试数以千计,但这里有一些脱颖而出的测试。

《喧哗与骚动》

大声的噪音会损害你的听力,这已经不是什么秘密了。它们也可能对航天器有害,至少当它们在发射过程中在运载火箭顶部遇到时是这样。那些惩罚性的分贝实际上会导致零部件松动。

早在探测器被运往在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射在准备今年夏天的,喷气推进实验室的工程师们把它放在一个特殊的室,使用nitrogen-charged扬声器,抨击了随机海浪的声音高达约143分贝——比你遇到站在咆哮的喷气发动机。好几次在一整天的声学测试,他们停止检查探测器及其周边地区,寻找任何可能放松,损坏或脱落,有些紧固件将航天器组件必须收紧和一些电缆更换,但任务团队增加了信心,恒心发射期间肯定会动摇,不应该搅拌。

哦,槽

问火星2020任务的进入、下降和着陆团队的任何成员,他们都会告诉你,如果你不能坚持着陆,穿越3.14亿英里(5.05亿公里)的星际空间没有什么意义。火星车的超音速降落伞直径为70.5英尺(21.5米),这一切都与它有关。许多工作都是为了确保斜槽的正确部署,并且能够在不碎裂或缠绕的情况下完成工作。

“毅力”号的降落伞是基于2012年“好奇号”火星探测器成功飞行的设计。然而,由于毅力比好奇心稍重,工程师们加强了他们的降落伞设计。但如何确定它会做人们期望它做的事情呢?测试,测试,测试。

首先,该团队的重点是验证降落伞是否能承受住火星大气中快速移动的航天器减速的压力。2017年夏天,他们前往位于加州硅谷的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心(NASA Ames Research)的国家全尺寸空气动力学综合设施,近距离观察风洞内的试验溜槽部署情况,检查工艺,寻找任何意外情况。

2018年3月至9月将进行更复杂的评估。该团队在火星相关条件下对降落伞进行了三次测试,使用的是美国宇航局在弗吉尼亚州瓦勒普斯飞行研究中心发射的黑色Brant IX探空火箭。在9月7日的最后一次试飞中,降落伞承受了6.7万磅(3.7万公斤)的重量——这是有史以来靠超音速降落伞幸存下来的最高重量,比在火星大气中执行任务时预计会遇到的降落伞重量高出约85%。

该团队还测试了降落伞的部署灰浆。毅力号的降落伞被紧紧地塞进一个铝制的小罐里,它的密度和橡树差不多。研钵是一个圆柱形的筒体,它被包裹在包裹着漫游者的航空外壳上。在部署时,迫击炮底部的炸药推进剂将以正确的速度和轨道将尼龙、Technora和凯夫拉纤维精心捆扎的阵列发射到火星滑流中。

2019年冬季,在华盛顿中部的一个测试设施进行了迫击炮部署评估。第一次测试时,砂浆罐的温度与周围的空气温度(大约华氏70度(摄氏21度))密切同步。第二个和第三个是在迫击炮冷却到零下67华氏度(零下55摄氏度)的情况下进行的,这个温度远低于在火星实际部署时迫击炮预计的开火温度(14华氏度,或零下10摄氏度)。这种迫击炮以优异的成绩通过了所有三项测试。

忽冷忽热

太阳光加热一辆白色火星车的方式与加热一颗火星巨石的方式不同。为了更好地了解对温度敏感的仪器和子系统会遇到什么情况,团队测试了不屈不挠的“热模型”。2019年10月,他们将探测器放置在喷气推进实验室的25英尺宽、85英尺高(8米乘26米)的真空室中进行为期一天的测试。在测试中,几层楼以下的强功率氙气灯向上照射,撞到真空室顶部的一面镜子上,让光淋在探测器上。

当探测车在Jezero陨石坑着陆时,探测车的灯变暖并达到了相同的阳光强度后,一名工程师爬了进去,测量了到达探测车不同部分的“阳光”。来自测试的数据被用来更新漫游者的热模型,给了团队进行下一步地面冷测试所需要的保证。

在太阳强度测试结束后,工程师们关上舱门,疏散了舱内的大部分大气,以模拟火星稀薄的大气,那里的大气密度约为地球的1%。然后舱室被冷却到零下200华氏度(零下129摄氏度),在为期一周的子系统检查中,他们运行计算机程序,升起遥感天线和天线,转动轮子,并部署火星直升机,以确保漫游者能够应对火星上最寒冷的夜晚。

摄影机准备好了

火星2020计划将向这颗红色星球发射25台照相机,创下了星际探险的记录。安装完毕后,每个飞往火星的相机都要经过“眼睛”检查。

项目工程师们用一台名为“沃森”(WATSON)的相机拍摄了岩石纹理的特写照片和视频(如果需要的话),他们在跳舞和挥手时记录下了这一场景。目标:确定成像仪的帧速率和曝光时间,以及其计算机保存和传输数据的能力。

对于其他的成像仪,测试更加正式和严格。这个过程被称为机器视觉校准,包括使用带有网格的目标板来建立相机光学性能的基线。结果呢?该任务的愿景是2020年。

关于火星2020任务

无论他们是在肯尼迪航天中心完成飞行器的总装,还是在喷气推进实验室测试软件和子系统,或者(就像团队的大多数人正在做的那样)由于冠状病毒安全预防措施而远程工作,不屈不挠的团队仍在按计划完成月球车的发射。不管毅力号哪天发射,它都将于2021年2月18日在火星的Jezero陨石坑着陆。

“坚忍号”探测器的天体生物学任务将寻找古代微生物生命的迹象。它还将描述火星的气候和地质特征,为将来返回地球收集样本,并为人类探索这颗红色星球铺平道路。“坚忍号”月球车是一项更大的计划的一部分,其中包括登月计划,为人类探索这颗红色星球做准备。负责在2024年将宇航员送回月球的NASA,将通过NASA的阿尔特弥斯月球探测计划,在2028年之前在月球上和周围建立一个持续的人类存在。

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