困難重重!NASA洞察號登陸火星表面經歷「恐怖7分鐘」

2020-12-05 前瞻網

困難重重！NASA洞察號登陸火星表面經歷「恐怖7分鐘」

 Connor Feng • 2018-11-27 19:00:04　來源：前瞻網　E1502G1

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他們不會無緣無故地稱之為「恐怖7分鐘」的。

美國國家航空航天局(NASA)的InSight火星著陸器計劃於11月26日下午在這顆紅色行星上著陸，任務團隊成員和機構官員對這個決定成敗的時刻感到非常緊張，當然這是無可厚非的。

11月25日，美國國家航空航天局(NASA)科學任務理事會(Science Mission Directorate)副署長託馬斯·祖布琴在美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的新聞發布會上表示，在過去的幾十年裡的所有火星任務中，無論是軌道飛行器還是著陸器，都只有不到一半的任務能成功到達火星。

「所以，我們當然擔心，」祖布琴說，「我們認識到，你永遠不會把登陸火星視為是一件易如反掌的事，登陸火星是很困難的。」

在這幅藝術家的插畫中，美國宇航局的洞察號火星著陸器正在接近這顆紅色行星。探測器於2018年11月26日登陸火星。來源：美國國家航空航天局

噴氣推進實驗室(JPL) InSight項目經理湯姆•霍夫曼(Tom Hoffman)表示，著陸任務的困難主要源於火星引力相對較強，大氣層稀薄，厚度僅為地球的1%。他在今天的新聞發布會上解釋說，由於接近的太空飛行器被加速到很高的速度，所以在著陸前太空飛行器很難消耗足夠的能量來減速。

InSight在美國東部時間下午3點前(格林威治時間2000年)到達火星大氣層，飛行速度約為每小時12300英裡(每小時19800公裡)。太空飛行器必須精確地以12度的入射角進入火星大氣，團隊成員曾說過：再陡一點，洞察號就會燃燒殆盡;再淺一點，飛行器都會從大氣中反彈並傾斜進入太空。

霍夫曼說，大氣阻力最終使探測儀的速度降至每小時840英裡(1350公裡/小時)左右，然後探測儀打開超音速降落傘。在著陸前不久，InSight將啟動反向火箭，這可以讓它以每小時5英裡(每小時8公裡)的速度降落在火星上。

這與2008年5月在火星北極安全著陸的鳳凰號著陸器採用的進入、下降和著陸(EDL)策略相同，這個過程沒有使用天空起重機(2012年8月，NASA較重的「好奇號」(Curiosity)探測器使用個天空起重機降落在這顆紅色星球的表面)。InSight的EDL過程大約需要6.5分鐘，而好奇心則需要7分鐘，但一些NASA官員和InSight團隊成員取整，稱洞察號的著陸過程同樣也是「驚魂7分鐘」。

霍夫曼和祖布琴都表示有信心洞察號的著陸會成功，同樣來自JPL的任務首席研究員Bruce Banerdt也表達了同樣的信心。這三個代表人都強調，任務團隊已盡其所能預測和減輕可能出現的問題。

「但你永遠不知道會發生什麼，」霍夫曼說。「一切都必須完美無缺，火星隨時都可能給我們拋出一個曲線球。」

霍夫曼也陷入了神經緊張的狀態，他預測，這些所有被壓抑的興奮和擔憂將會在收到洞察號成功登陸火星後發送的信號那一刻爆發出來。

霍夫曼說：「我要完全釋放出我內心裡的那個四歲的孩子。」

著陸後，InSight(全稱「利用地震調查、測地線和熱傳輸進行火星內部勘探」)就可以開始工作了。這個固定著陸器是第一個探測火星內部的太空飛行器，它可以收集有關火星結構和組成的數據。任務官員說，這些信息將有助於了解火星和地球等巖石世界是如何形成和演化的。

美國國家航空和宇宙航行局的洞察火星著陸器和它的科學儀器，這些科學儀器旨在研究火星內部結構。來源：NASA/JPL-Caltech - Adrian Mann/Tobias Roetsch/Future Plc

InSight將使用一套超靈敏地震儀和一個熱探頭來完成這一任務，熱探頭將在火星表面下16英尺(5米)處撞擊自身。任務小組成員還將使用著陸器的通訊設備來測量火星旋轉軸的輕微擺動，這將揭示火星核心的關鍵細節。

5月5日，耗資8.5億美元的InSight任務與兩顆名為MarCO-A和MarCO-B的小型立方體衛星一起發射升空。這兩個公文包大小的立方體衛星是技術演示衛星，旨在表明立方體衛星確實可以探索星際空間;MarCO這兩顆立方體衛星還將致力於在EDL過程中從洞察號傳送數據回地球，儘管這個任務對著陸器的成功並不重要。(MarCO-A和MarCO-B不會在火星表面加入InSight任務，它們將飛過火星)。

InSight的發射比原計劃晚了兩年左右。2016年3月，地震儀組件周圍的真空室發生洩漏，導致探測器錯過了最初的發射窗口。火星和地球每26個月才會正確對齊一次，以便於執行星際任務，所以即使是在修復了洩漏之後，InSight團隊也不得不再等待一段時間。

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