空中巴士公司獲得ESA合同：將首次帶回火星樣本

2020-10-21 民航資源網

民航資源網2020年10月20日消息：空中巴士公司被歐洲航天局（ESA）選定為「火星採樣返回」（MSR）計劃中返地軌道飛行器（ERO）的主要承包商。這是有史以來第一架將樣本從火星帶回地球的太空飛行器，該太空飛行器合同價值4.91億歐元。

火星樣本返回是歐洲航天局與美國國家航空航天局（NASA）的一項聯合計劃，也是火星探索的下一步計劃。返地軌道飛行器和樣本取回車（SFR）是火星樣本返回計劃中的兩個主要歐洲組件，都是由空中巴士公司設計並製造的。歐洲對火星樣本返回計劃的第三項貢獻是稱為樣本傳送臂（STA）的機械臂，它將把樣本從樣本取回車（SFR）轉移到火星上升運載火箭（MAV）上。

這項為期五年的計劃包括發射太空飛行器前往火星、作為與地面任務的通信中繼、在軌道上接收樣本、並將其安全帶回地球。在搭乘火星上升運載火箭離開火星表面之前，火星樣本將存儲在管狀樣本容器中並由樣本取回車進行收集。空客已經開始了樣本取回車的前期研究。

對於返地軌道飛行器的建造，空中巴士將利用其在光學導航領域數十年所積累的自動交會對接經驗，以及自動貨運飛船（ATV）的成功技術和歐洲首次訪問木星的計劃（JUICE）的最新研發成果。

「我們將充分利用在Rosetta（羅塞塔)，Mars Express（火星快車），Venus Express（金星快車），Gaia（蓋亞計劃），ATV（自動貨運飛船），BepiColombo（水星探測計劃）和JUICE（木星冰月探測器）等項目上獲得的經驗，來確保這項任務的成功。將樣本從火星帶回地球將是一項非凡的壯舉，它將行星際科學提升到一個新的高度。空中巴士能夠作為這一國際聯合計劃的一部分應對這一挑戰，這是非常令人激動的」，空中巴士航天系統負責人Jean-Marc Nasr表示。

這座重6噸，長6米的太空飛行器將於2026年由阿麗亞娜6型運載火箭發射升空，它配備了面積為144平方米，跨度超過40米的太陽能能電池陣列，這是太空飛行器建造史上最大的太陽能電池板之一，該太空飛行器將需要大約一年的時間到達火星。在巡航和螺旋下降階段，它使用一種高效率的電推進混合動力系統，而在火星軌道接入時採取化學推進。到達後，它將為火星樣本返回計劃的兩個重要組成部分——美國國家航空航天局「毅力號」火星車和樣本回收著陸器（SRL）提供通訊覆蓋。

計劃的第二步，返地軌道飛行器將探測、對接並捕捉一個籃球大小的物體，稱為「在軌樣本」（OS）的樣本容器，該容器裝有由樣本收回車從火星上收集的樣本管，這一切都在距地面控制5000萬公裡以外的太空進行。一旦被捕獲，該樣本容器將被封存在一個無菌的次級密封系統中，然後會被放置在地球再入飛行器（EEV）內的一個三級密封系統中，以此來確保珍貴的樣本完好無損地到達地球表面，從而獲得最大的科學回報。然後，返地軌道飛行器需要再過一年才能返回地球，在進入自己圍繞太陽的穩定軌道前，以精確的軌跡將地球再入飛行器（EEV）發送到預定的著陸點。

降落後，樣本將被轉移到專門的處理設施，在那裡將被隔離。樣本管打開後，將進行初始測量以獲取詳細的編目，從而對樣本的各部分進行有針對性的科學研究。

空中巴士將全面負責返地軌道飛行器任務，包括在土魯斯研發太空飛行器，在斯蒂夫尼奇進行任務分析。泰雷茲阿萊尼亞宇航都靈公司也將發揮重要作用，包括組裝太空飛行器，開發通信系統並提供軌道接入模塊。阿麗亞娜集團將提供RIT-2X離子發動機。

關於火星樣本返回計劃

火星樣本返回由三個分別發射的任務組成，將共同實現在2031年底之前將火星樣本取回地球的目標。

由NASA領導的「火星2020」火星車（稱為「毅力號」）於2020年7月發射升空，2021年2月在火星著陸。毅力號將在火星採集樣本並裝入樣本容器管，並將其留在一個或多個存放點，以備後續的SRL計劃（樣本回收著陸器）及其「歐洲樣本取回車」收集這些容器管。

由NASA領導的樣本回收著陸器（SRL）計劃將在2026年發射，包括一個裝配樣本傳送臂（STA）的地面平臺，樣本取回車（SFA）以及火星上升運載火箭（MAV）。該地面平臺將降落在位於Jezero隕石坑的樣本容器管存放點附近。樣本取回車將行駛到，找到並收集樣本管，然後返回到著陸器平臺。樣本傳送臂（STA）將樣品管轉移到在軌樣本（OS）的樣本容器中，然後將其裝載到火星上升發射器（MAV）上。火星上升發射器（MAV）將把繞軌樣品容器發射到火星軌道，而返地軌道飛行器將在那裡等待會合併捕獲它。

由歐洲航天局（ESA）領導的返地軌道飛行器（ERO）也將於2026年發射，並將搭載由美國國家航空航天局（NASA）負責的捕獲，封裝和返回系統（CCRS），它將處理並對在軌樣本容器（OS）進行無菌封裝同時提供地球再入飛行器??（EEV）。返地軌道飛行器將按時到達火星軌道，並為樣品回收著陸器（SRL）進入、降落、著陸、地面運行以及火星上升發射器（MAV）發射（將在軌樣品容器送入火星軌道）提供通信。返地軌道飛行器還必須探測，會合和捕獲軌道容器。在返地軌道飛行器（ERO）返回地球前，將裝有樣本的軌道容器密封並轉移到地球再入飛行器（EEV）。

接近地球後，返地軌道飛行器（ERO）將地球再入飛行器（EEV）釋放到一個返回地球的軌跡上。隨後地球再入飛行器（EEV）將著陸在猶他州的沙漠中，而樣品將被轉移到樣品接收和管理設施。

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