NASA毅力號火星任務二度推遲發射

2020-12-22 騰訊網

NASA毅力號火星探測任務再遭拖延症。

美東時間6月24日,NASA公布消息:由於地面支持設備遇到汙染問題,2020火星車毅力號探測任務發射將推遲到7月22日。

NASA發射任務主管聲稱,這是最樂觀的推遲時間表。並不排除有可能延長到8月15日的發射計劃。

這是繼6月10日發射商ULA「因起重機故障導致發射時間從7月17日推遲至7月20日」之後,NASA火星探測任務第二次遭遇意外因素推遲發射。

目前瞄準新發射窗口:美東時間7月22日9:35~11:35。當天發射時間窗口為兩個小時。按照整個發射窗口期安排,發射商需要在7月22日~8月15日區間發射,否則將會錯過2020年火星發射窗口期,需要再等26個月才能發射。

第二次推遲:遭遇地面設備汙染問題

NASA在最新公告中說的「由於地面支持設備遇到汙染問題」,到底是什麼汙染?有多嚴重?

6月22日,作為這次任務發射商ULA(美國聯合發射聯盟),按計劃在佛州卡角41號發射臺順利進行了一次溼彩排(把液體推進劑加注到一二級火箭進行測試)。隨後著手進行整箭垂直整合,按計劃6月26日最終完成。

在此之前,需要將最關鍵組件也就是有效載荷(整體打包的毅力號火星車)安裝在整流罩內部,然後封裝整流罩,再與一二級火箭垂直整合在一起,最終完成整箭集成步驟。

就在這一關鍵時刻,當工程師們將整體打包好的毅力號火星車著手安裝在整流罩內部時,發現有效載荷危險服務設施(PHSF)地面支援線路存在汙染問題(有可能是無菌處理不到位),導致封裝工作暫停。PHSF其實是一個空氣控制潔淨室,在此保障整體打包的毅力號火星車無菌無塵、絕對乾淨,否則有可能汙染火星車,從而影響登陸火星後進行生命跡象探測任務。

因此可以說,這是非常關鍵的環節,絕對馬虎不得。目前NASA團隊至少需要兩天時間處理汙染問題。NASA發射任務主管奧馬爾·貝茲Omar Baez表示,「儘管這次任務遇到一些不太完美的事情,但目前仍然有三周時間用來發射」。

不過他也承認,這是最樂觀的處理問題時間表。一旦扯出更多汙染問題或者遭遇其他意外問題,發射時間甚至有可能延長到8月15日!事實上,原計劃發射窗口期是在7月17日~8月11日。這意味著已超出8月11日最佳發射時間段。如果錯過最佳發射時間段發射的話,就需要改變發射軌道甚至影響著陸火星時間。

第一次發射推遲:ULA發射商耽誤了

原定首個發射日7月17日,先是推遲到7月20日。

6月10日,根據聯合發射聯盟公司CEO託裡·布魯諾Tory Bruno坦誠透露:因出現起重機損壞問題,毅力號火星任務發射時間推遲到7月20日。他補充解釋,起重機控制器出現了故障,大概需要三天時間修理。

請注意,此時此刻距離7月17日還有37天!這位高級職業經理人貌似在說「三天維修時間」是法定節假日,神聖不容侵犯!工作日只能順延,絕對是不能擠出來的。

不難想像,如果換做馬斯克根本就不會讓這種理由存在,更不會親口說出來丟人現眼。唯一要做的就是不惜一切代價搶修搶時間!

但ULA就是大牌兒,美國「國企發射商」耍的大牌兒,可以堂而皇之耍到全球矚目的火星2020任務上。

要知道,人家自稱是「美國最安全可靠的發射承包商」,腰板兒很硬,後臺更硬。2006年由美國兩大藍血巨頭:波音、洛克希德·馬丁平分股份聯手合資組建,所以取名:聯合發射聯盟。

這是雙寡頭產下的巨嬰,在接下來十年裡徹底壟斷了美國國防部、國家偵察局的國家安全發射任務。甚至在2011~2017財年,拿下美國政府高達146億美元發射合同,吞食近一半的聯邦政府發射預算,控制95%的中型發射任務。以至於屢屢開出發射天價:德爾塔重型火箭每次發射費4億美元,外加「發射準備費」5億美元。直到SpaceX羽翼豐滿、分庭抗爭,才有所收斂。

高價低效的國企型發射商ULA,高效低價的私營發射商SpaceX,正好代表了美國目前兩大發射陣營。孰強孰弱?誰能走得更遠?

一地感嘆過後,還是回到發射任務上來。

對於ULA來說,發射大名鼎鼎的毅力號火星任務早已是囊中取物,早有定論。因為這次動用了阿特拉斯V 541火箭,背後仰仗的其實是阿特拉斯系列火箭閃閃發亮的發射履歷——

曾經發射諸多大名鼎鼎的深空探測器:太陽神號、海盜號探測器、旅行者號、新視野號、朱諾號……在發射火星探測器上更是無出其右:發射過水手4號、水手9號,鼎鼎大名的好奇號、洞察號,火星大氣與揮發物演化探測器MAVEN、火星勘測軌道飛行器MRO、火星科學實驗室MSL……

作為毅力號火星探測發射商ULA,對待這次重大任務不可為不重視,事實上早在疫情高發期就在運籌帷幄,調運阿特拉斯V型541火箭各組件運抵佛州卡納維拉爾角空軍基地41號發射位。

4月中旬半人馬座上面級經由陸路最先抵達;5月18日火箭第一級搭乘安東諾夫AN124 100大型貨機,從阿拉巴馬州迪卡特空運抵達,隨後開始在阿特拉斯航天飛運營中心ASOC垂直組裝整箭。

這款阿特拉斯V型541火箭(Atlas V 541),541代表:5米直徑整流罩;4個固體燃料助推器;1臺半人馬座發動機(上面級)。

第一級火箭:通用核心推進器CCB(配備單臺俄羅斯制RD-180發動機),直徑3.8米,高度32.5米,推進劑使用高純度煤油+液氧。推進時間253秒,可產生約86萬磅推力(相當於390噸推力)。

固體燃料助推器:高度17米,直徑1.6米,採用AJ-60A發動機,使用端羥基聚丁二烯推進劑HTPB,推進時間94秒,可產生38萬磅推力(相當於170噸推力)。

第二級火箭:火箭上面級(配備單臺半人馬座發動機RL10C-1),直徑3米,高度12.6米,推進劑使用液氫+液氧。推進時間842秒,可產生2.2萬磅推力(相當於10噸推力)。

整流罩:直徑超過5米(5.4米),內部使用達4.57米,長度26.5米,由瑞士RUAG太空公司採用碳纖維複合材料製成。

阿特拉斯V型541火箭近地軌道最大運力:17.443噸,地球同步轉移軌道最大運力8.29噸。基礎發射價1.45億美元。目前為止這款火箭發射過6次,全部成功發射。這次發射毅力號火星探測任務屬於541配置火箭第7次發射,同時是阿特拉斯V型系列總計第85次發射。

毅力號火星使命

作為美國新一代火星車,毅力號有多厲害?來看看它的不凡簡歷——

目前瞄準發射窗口:美東時間2020年7月22日~8月11日

運載火箭:阿特拉斯V型541火箭

發射地點:佛州卡納維拉爾角空軍基地41號發射位

著陸時間:2021年2月18日

著陸地點:傑澤羅隕石坑

即將發射的毅力號,由NASA旗下加州噴氣推進實驗室JPL研製,是美國總計部署的第5個火星車。

▲同時帶有首架行星探測直升機獨創號/機智號Ingenuity。這將是人類首次部署在另一個星球的探測直升機,有望在火星嘗試飛行30個火星日(31個地球日),為下一代直升機探測器積累更多經驗。

高端裝備:攜帶8組主要儀器設備,包括就地資源利用,製造火星氧氣實驗設備(MOXIE)、研究巖石成分的超級成像儀(SuperCam)等;準備保存數十種火星樣本;裝備多達23個攝像頭;自帶麥克風,駕駛和收集樣本時錄製同期聲。

毅力號使命:用最尖端的探測技術找到火星生命的最直接證據。作為現役火星車好奇號的後繼者和升級版,毅力號將進一步尋找火星生命跡象,探測火星地質、環境條件,存儲火星樣本,為未來樣本返回任務做準備。

後續任務:在未來火星探索後續任務中,還會完成由好奇號、毅力號採集的火星樣本返回地球,這將是人類首次主動採集/帶回火星第一手樣本。

探火有多難?

火星是除了月球之外,人類熱情最大、探測和嘗試登陸任務次數最多的外星球,也是最有希望、最有條件讓人類首先登陸的行星。

從最早一次失敗嘗試,即1960年10月10日蘇聯發射第一顆探測器「火星1A」號,一直到最近一次成功登陸,即2018年11月26日洞察號著陸器,人類共執行過44次火星探測任務,包含56個探測器任務。其中19次任務成功,25次失敗,成功率只有43%。

迄今為止成功登陸的探測器只有8個:海盜1和2號、探路者、勇氣號、機遇號、鳳凰號、好奇號、洞察號。成功行駛的火星車只有4輛:探路者、勇氣號、機遇號、好奇號。

目前,仍在火星表面上正常工作的只有2個探測器(好奇號火星車、洞察號著陸探測器),還在正常運行的軌道探測器有6個(NASA奧德賽、ESA火星快車、NASA火星勘察軌道器、NASA火星大氣與揮發演化任務探測器、歐俄探索火星生命微量氣體軌道器、印度曼加裡安號火星探測器)。

這意味著,如果毅力號能在明年2月18日成功登陸並順利運行的話,將成為目前第二輛在火星表面行駛工作的火星車,與好奇號作伴,遙望於紅色星球上。同時將成為人類史上成功行駛的第5輛火星車,當然,這5輛全由NASA包攬。

2020探火扎堆年

經過60年持續發射和探測,人類對這顆紅色星球的拼圖已經基本完成,但人類探索精神遠遠不滿足於此。最近一個火星登陸窗口期就在2020年今夏,現有三個任務蓄勢待發,集中奔向火星。

中國首次獨立探火任務——天問一號探測任務

目前瞄準:北京時間2020年7月23日~8月5日

美國毅力號火星探測任務

目前瞄準:美東時間2020年7月22日~8月11日

阿聯希望號火星探測任務

目前瞄準:國際標準時間2020年7月14日~8月4日

火星是人類最想登陸的行星,各大國爭相逐鹿的新目標,是太空探索的下一個制高點。探索火星的過程將提升人類文明,認清宇宙與生命的意義,同時還會產生一系列副產品與成果,使眼前的人類社會受益,其深遠意義或將超過阿波羅登月。

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