洞察號(hào)明日凌晨將登陸火星 為什么工程師們把著陸火星的七分鐘稱為‘恐怖七分鐘？

• 2018年11月27日 YaoEnHua來源：新浪網(wǎng) 1252 81
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詞典中對(duì)“洞察”的定義是：能看到事物的內(nèi)在本質(zhì)。顧名思義，洞察號(hào)的任務(wù)就是一窺火星的內(nèi)部并且了解它的形成機(jī)制。盡管洞察號(hào)是第一個(gè)致力于研究火星深層結(jié)構(gòu)的探測(cè)器，它的意義卻已遠(yuǎn)超于此——得到的火星各層結(jié)構(gòu)的信息將會(huì)促進(jìn)我們對(duì)所有巖態(tài)行星(包括地球)的形

詞典中對(duì)“洞察”的定義是：能看到事物的內(nèi)在本質(zhì)。顧名思義，洞察號(hào)的任務(wù)就是一窺火星的內(nèi)部并且了解它的形成機(jī)制。盡管洞察號(hào)是第一個(gè)致力于研究火星深層結(jié)構(gòu)的探測(cè)器，它的意義卻已遠(yuǎn)超于此——得到的火星各層結(jié)構(gòu)的信息將會(huì)促進(jìn)我們對(duì)所有巖態(tài)行星(包括地球)的形成和早期演化的認(rèn)識(shí)。地球和火星都是在45億多年前由相同的原始物質(zhì)形成的，但它們卻有著天壤之別，洞察號(hào)將會(huì)一探究竟。

洞察號(hào)發(fā)射于2018年5月5日，自此它就開始了在宇宙中長(zhǎng)達(dá)6個(gè)半月的航行。11月26日，它將會(huì)以6倍于高速子彈的速度抵達(dá)位于火星大氣層頂端的指定位置。接著，它就會(huì)開始一套被稱為EDL(Entry， Descent， and Landing)的著陸流程(包括進(jìn)入大氣層，減速和著陸三步)：它將會(huì)在六分半鐘內(nèi)減速到能安全著陸的速度，伸出著陸腿來接受火星地面對(duì)它的反推。

在著陸后的幾個(gè)月里，洞察號(hào)將會(huì)為地表科學(xué)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備：它將會(huì)用機(jī)械臂將科學(xué)儀器直接放置在火星表面上，同時(shí)它也是第一個(gè)這么做的探測(cè)器。它的熱傳感器將會(huì)深入到史無前例的深度里。至少到2020年11月前，洞察號(hào)都會(huì)一直收集火星內(nèi)部的種種線索。此外，與洞察號(hào)同時(shí)發(fā)射的技術(shù)實(shí)驗(yàn)航天器MarCO(火星立方體一號(hào))也一直在奔向火星的路上。

[洞察號(hào)簡(jiǎn)歷]

發(fā)射：北京時(shí)間2018年5月5日20：05， 加州范登堡空軍基地

運(yùn)載工具：阿特拉斯 V 401，聯(lián)合發(fā)射同盟提供

著陸火星時(shí)間：北京時(shí)間11月27日凌晨3：47。因?yàn)楣鈴幕鹦莻鞯降厍蛐枰?分鐘，所以任務(wù)中心最早將在北京時(shí)間11月27日凌晨3：54收到著陸信號(hào)，我們把這叫做ERT(地球收到時(shí)間)。在火星著陸點(diǎn)上，將會(huì)是冬日的下午三點(diǎn)左右。

著陸地點(diǎn)：靠近火星赤道，大致北緯4.5°，東經(jīng)135.9°，埃律西姆平原。

距離其他探測(cè)器：距好奇號(hào)550千米，勇氣號(hào)2600千米，機(jī)遇號(hào)8400千米

截至10月31日航行距離： 1億4600萬千米

單向無線電通信傳播時(shí)間，火星到地球，8.1分鐘(2018年11月27日)

主要任務(wù)預(yù)計(jì)持續(xù)時(shí)間：1火星年+40火星日(將近2地球年)，直到2020年11月24日(EST)

主要任務(wù)期間著落點(diǎn)近地面預(yù)計(jì)大氣溫度范圍：-148°F~-4°F(-100℃~-20℃)

[探測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介]

著陸器是洞察號(hào)航天器的核心部分，不僅是因?yàn)榛鹦巧系乃谢顒?dòng)將由它來完成，還因?yàn)樗挠?jì)算機(jī)控制著飛行系統(tǒng)的三個(gè)二級(jí)設(shè)備的功能：巡航設(shè)備，底殼和隔熱板。

洞察號(hào)的設(shè)計(jì)基于NASA 2007-2008年的鳳凰號(hào)火星探測(cè)器，加上與洞察號(hào)獨(dú)特的科學(xué)載荷及任務(wù)要求進(jìn)行改進(jìn)。洞察號(hào)的主要功能和特點(diǎn)體現(xiàn)在動(dòng)力、通信、控制和數(shù)據(jù)管理、推進(jìn)器、導(dǎo)航和溫度控制等方面。

洞察號(hào)飛行系統(tǒng)包括著陸器以及其組件甲板，包裹在由后殼和隔熱板、巡航設(shè)備組成的減速傘里的防熱罩里　　[著陸流程——“恐怖七分鐘”]

“工程師們把著陸火星的七分鐘稱為‘恐怖七分鐘’是有原因的”，位于加州帕薩迪納的NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的洞察號(hào)EDL負(fù)責(zé)人Rob Grover說道，“我們不能操控著陸，所以我們只能依靠已編入的指令來實(shí)現(xiàn)。我們用了數(shù)年時(shí)間來測(cè)試我們的計(jì)劃，學(xué)習(xí)其他火星著陸器的經(jīng)驗(yàn)并研究可能在火星遇到的情況。我們?cè)诙床焯?hào)安全抵達(dá)新家前會(huì)一直繃緊神經(jīng)?！?/p>

在這恐怖七分鐘內(nèi)，有一個(gè)方法能讓工程師們了解洞察號(hào)的狀況——CubeSat任務(wù)，即MarCO，能夠在11月27日將它們?cè)陲w掠過程中接收到的洞察號(hào)信息迅速中轉(zhuǎn)到地球。兩艘MarCO航空器(A和B)即將到達(dá)匯合點(diǎn)，它們的無線電設(shè)備也都通過了第一次深空測(cè)試。

JPL(噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室)的一位MarCO系統(tǒng)工程師Anne Marinan說道，“對(duì)于這兩顆MarCO衛(wèi)星來說，能完成現(xiàn)在的旅行已經(jīng)是CubeSat的一個(gè)巨大飛躍了?，F(xiàn)在我們?cè)跒樗鼈兊南乱豁?xiàng)測(cè)試做準(zhǔn)備，那就是成為行星間的新的通訊中繼模式?！?/p>

一切順利的話，MarCO將會(huì)用幾秒鐘的時(shí)間接收和格式化數(shù)據(jù)，然后把它們以光速傳到地球。這意味著在EDL階段，JPL的工程師和在丹佛的洛克希德·馬丁太空公司的其他團(tuán)隊(duì)將大概在洞察號(hào)完成動(dòng)作后的八分鐘后收到消息。如果沒有MarCO，他們便只能通過其他渠道中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，如NASA的火星勘測(cè)軌道器和火星奧德賽號(hào)軌道器等，這樣的話，數(shù)據(jù)要經(jīng)過好幾個(gè)小時(shí)才能傳輸?shù)蕉床焯?hào)團(tuán)隊(duì)那里。

一旦工程師們通過他們多種途徑中的一種確認(rèn)洞察號(hào)已經(jīng)安全著陸(這是個(gè)里程碑式的事件)，并且太陽能帆板可以正常展開，整個(gè)團(tuán)隊(duì)就將進(jìn)入為期三個(gè)月的精心布置科學(xué)儀器的階段。

位于NASA總部的行星科研機(jī)構(gòu)的代理主任Lori Glaze指出，“著陸火星是一件激動(dòng)人心的事，但是科學(xué)家們期待的是洞察號(hào)降落之后的事”。“一旦洞察號(hào)降落在了這顆紅色行星、布置好儀器后，它將開始收集關(guān)于火星內(nèi)部深層次結(jié)構(gòu)的寶貴信息，這將會(huì)有助于我們了解所有巖態(tài)行星的形成和演化，包括我們的地球家園。”

[降落地點(diǎn)——“火星上的最大停車場(chǎng)”]

洞察號(hào)上的科學(xué)儀器的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，不論它們?cè)谶@顆行星上的什么位置，都能記錄寶貴的數(shù)據(jù)。因此登陸所需要的就只是一個(gè)平整、穩(wěn)固的表面(理想情況是幾塊巨石和巖石)。這就是任務(wù)團(tuán)隊(duì)把埃律西姆平原稱為“火星上最大的停車場(chǎng)”的原因。

[沙塵暴中降落]

洞察號(hào)的工程師建造了一個(gè)堅(jiān)固的航天器，如果需要的話，它可以在沙塵暴中著陸。航天器的隔熱板被設(shè)計(jì)得很厚，足以經(jīng)受由懸浮塵埃造成的沙漠風(fēng)暴。為了抵御在沙塵暴里由于大氣條件而造成的強(qiáng)大空氣阻力，它的降落傘設(shè)計(jì)得比鳳凰號(hào)的還要結(jié)實(shí)。

EDL流程在變化多端的天氣條件下具有一定靈活性。 任務(wù)團(tuán)隊(duì)將會(huì)在降落的前幾天接收NASA的火星勘測(cè)軌道飛行器實(shí)時(shí)更新的火星天氣預(yù)報(bào)，這樣他們就能知道何時(shí)展開降落傘以及何時(shí)用雷達(dá)搜索火星地面了。

洞察號(hào)，看到火星在向你招手了么，一定要安全落戶新家呀~

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