02.28 火星的“恐怖7分鐘”

火星的“恐怖7分鐘”

根據相關介紹,在整個登陸火星的過程中,最後階段的大約7分鐘時間是最驚心動魄的,這被人們稱之為“恐怖7分鐘”。那麼這個登陸火星時的“恐怖7分鐘”是什麼呢?其實只要看完好奇號的經歷你就知道了。好奇號是NASA研製的火星探測器,它於2012年8月成功登陸火星。下面我們就有請好奇號為你“現身說法”,一起感受登陸火星的“恐怖7分鐘”。

火星的“恐怖7分鐘”

要到達距離遙遠的火星,攜帶好奇號的飛船需要以很高的速度在宇宙空間中飛行,因此,當它抵達火星時,它的速度高達每秒鐘5900米(約每小時2.1萬公里)。為了達到平安著陸的目標,飛船必須使好奇號在到達火星表面時,將自己如此高的速度降為零,下面我們來看這是怎麼做到的。首先是利用火星的大氣層來為自己減速,在做好調整工作後,飛船就一頭扎進了火星的大氣層,此時它距離火星表面大約125公里。儘管火星的大氣非常稀薄(只有不到地球的百分之一),但由於飛船的速度極高,這些不多的空氣還是可以有效幫助它進行減速。

火星的“恐怖7分鐘”

火星的空氣在提供阻力的同時,也會讓飛船迅速升溫,不過沒有關係,因為它有特製的隔熱罩來應付,在這個過程中,飛船就像一顆流星一樣墜入火星。

在到達距離火星表面大約11公里的位置時,火星的空氣已經無法再幫助飛船減速了,這裡的空氣相對比較稠密,於是飛船打開了自己的降落傘,此時已經歷了254秒,它的速度已降低為大約每秒405米。

火星的“恐怖7分鐘”

24秒後,好奇號距離火星表面大約8公里,在降落傘的幫助下,它的速度大大降低,此時大約為每秒125米。為了減輕自重以便進一步降低速度,飛船拋掉了自己的隔熱罩,同時打開了探地雷達,實時測量自己與火星表面的距離。

86秒後,好奇號距離火星表面大約1.6公里,它的速度進一步降低為每秒80米,此時飛船會做兩件事,第一件事是拋掉自己的背部整流罩(包括了降落傘),第二件事是啟動自己的反衝發動機。在隨後的下降過程中,反衝發動機使飛船的速度穩定地降低,直到達到每秒0.75米。

火星的“恐怖7分鐘”

此時的飛船還有兩個主要組成部分,一個是帶有動力的“天空起重機”,另一個就是主角好奇號了。當探地雷達感知到已經到達合適的距離時,好奇號就被釋放出來,“天空起重機”通過幾根纜繩將好奇號吊在空中,並持續穩定地降低自己高度。

在與火星表面接觸的那一瞬間,好奇號立即啟動了自己的抗震系統,從而穩穩地降落在了火星表面。與此同時,它與“天空起重機”連接被迅速切斷,然後“天空起重機”飛離了好奇號的上空,以免對好奇號造成威脅,至此這項登陸火星的任務大功告成。

需要特別指出的是,由於火星與地球距離遙遠,地球上的指控中心根本不可能實時操控好奇號的著陸過程,只能事先把所有的情況都考慮進去,然後再設定好每一步的程序。

火星的“恐怖7分鐘”

每一步都必須做到非常精確,稍有一點點誤差就會前功盡棄。2016年歐洲航天局(ESA) “Schiaparelli” 探測器,就是因為測地工作中出現了一秒鐘的誤差,就導致了整個任務宣告失敗。每一個探測器都造價昂貴,更重要的是它飽含了相關人員的大量心血,然而不管事先考慮得多麼周全,設計得多麼精準,都不能保證探測器能夠成功地著陸。這種巨大的緊張和焦慮,不是當事人的話很難體會得到,而登陸火星時的“恐怖7分鐘”的說法,也是因此而來。


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