本文來(lái)自微信公眾號(hào):量子位(ID:QbitAI),作者:賈浩楠,原文標(biāo)題:《美國(guó)火星車(chē)失聯(lián)的7分鐘,高清視頻傳回來(lái)了》,頭圖來(lái)自:NASA
黃沙漫天、煙塵滾滾,美國(guó)火星車(chē)“毅力號(hào)”傳回了恐怖7分鐘視頻:
何謂“恐怖”7分鐘?
這是火星登陸最后,也是最危險(xiǎn)階段,其間,航天器完全失去任何通信手段,只能靠自主控制完成著陸動(dòng)作。
之前NASA的幾次火星探測(cè)任務(wù)中,只獲得過(guò)分辨率有限的圖像或短視頻。
而毅力號(hào)傳回的視頻,是人類(lèi)首次記錄下高清的火星探測(cè)器第一人稱(chēng)視角的著陸實(shí)況,總量高達(dá)30GB。
而NASA公布的內(nèi)容,也讓我們更直觀的了解3個(gè)月后,“天問(wèn)一號(hào)”即將經(jīng)歷的一切。
你是個(gè)成熟的火星車(chē)了……
成熟的火星車(chē),要學(xué)會(huì)自己完成著陸。
從進(jìn)入火星大氣開(kāi)始,直到完成著陸的7分鐘,毅力號(hào)無(wú)法與外界通信。
而就在這7分鐘“黑障”內(nèi),毅力號(hào)要通過(guò)自主控制,將速度從將近7000m/s,下降到0,而且還要穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)落在火星表面。
在NASA公布的視頻中,開(kāi)頭就是打開(kāi)降落傘的畫(huà)面:
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(降落傘圖案暗藏玄機(jī),文末揭曉!)
緊接著,隔熱護(hù)罩被彈出,在視頻中,可以看到用來(lái)彈射護(hù)罩的一個(gè)彈簧已經(jīng)折斷,但這并沒(méi)有影響整個(gè)過(guò)程:
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之后,攝像機(jī)捕捉到的,就是赤紅且荒涼的火星地表。
在這個(gè)過(guò)程中,登陸器不斷減速,攝像機(jī)不斷拍攝地表情況,并將數(shù)據(jù)傳回火星車(chē)處理器,選擇具體較為合適的降落點(diǎn)。
達(dá)到一定高速和速度后,降落傘會(huì)脫離,由“噴氣背包”接替,完成我們前幾天介紹過(guò)的“倒掛式”減速著陸:
最后,在離地表約70英尺的地方,反推器將火星車(chē)車(chē)本身吊出著陸器,并將其“輕放”在地面上:
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然后飛走自行墜毀:
NASA放出的視頻中,配有實(shí)時(shí)解說(shuō),但是要清楚,火星距離地球很遠(yuǎn),即使是?光,最快也得走十分鐘左右。
所以,NASA工作人員看到的也不是真正的“直播”,而是著陸已經(jīng)成功十幾分鐘后傳回的畫(huà)面。
這七分鐘,恐怖在哪?
毅力號(hào)一氣呵成,但是,這次任務(wù)之前,NASA曾直言“恐怖7分鐘”的任務(wù)成功率只有40%。
到底難在哪?
“恐怖7分鐘”,從火星車(chē)脫離航天器,進(jìn)入火星大氣層開(kāi)始算起,直到完成著陸動(dòng)作,穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)赝T诨鹦堑乇怼?/p>
(動(dòng)圖為NASA動(dòng)畫(huà)演示,非實(shí)況錄像)
任何登錄火星的飛行器,都必須要面對(duì)這一道難關(guān)。
相比地球而言,火星稀薄的大氣構(gòu)成,反倒讓設(shè)備的減速和姿態(tài)控制更加難。
而在下降過(guò)程中,隔熱層與大氣摩擦產(chǎn)生的超高溫表面,會(huì)形成一層等離子團(tuán)。
等離子團(tuán)會(huì)屏蔽掉信號(hào),這就使得控制中心無(wú)法直接操作飛船,只能依靠自動(dòng)。
這種處于“屏蔽信號(hào)”的狀態(tài)被稱(chēng)為“黑障”狀態(tài),而飛船所經(jīng)過(guò)的這個(gè)區(qū)域也被稱(chēng)為黑障區(qū)。
而且,火星里地球距離較遠(yuǎn),一般數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸最快也需十幾分鐘。
所以火星車(chē)一旦進(jìn)入大氣層,一切都得“靠自己”。
直到安全著陸,重新和NASA布設(shè)在火星軌道的中繼衛(wèi)星建立通信聯(lián)系。
在這7分鐘內(nèi),當(dāng)防熱措施、降落傘、氣囊和緩沖火箭等能否按程序工作,都是著陸成功與否的關(guān)鍵,稍有差錯(cuò)任務(wù)就會(huì)失敗。
之前,有很多飛船千里迢迢幾億公里來(lái)到火星,然后最后在降落時(shí)失敗了。
火星也因此擁有了一個(gè)名號(hào):探測(cè)器墳場(chǎng)。
這么艱難的挑戰(zhàn),計(jì)劃在3個(gè)月后同樣在火星著陸的中國(guó)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”,現(xiàn)在怎么樣了?
我們的“天問(wèn)一號(hào)”,準(zhǔn)備好了嗎?
首先要先回答一個(gè)問(wèn)題,為什么“天問(wèn)一號(hào)”先到火星,登陸時(shí)間卻比美國(guó)的毅力號(hào)晚三個(gè)月?
實(shí)際上,天問(wèn)一號(hào)除了在火星上留下自己的腳印,還有另外一個(gè)重要任務(wù)。
那就是用三個(gè)月時(shí)間,進(jìn)行火星表面地圖掃描繪制,包括記錄火表的大氣、磁場(chǎng)、信風(fēng)、溫差等數(shù)據(jù)。
這一切都會(huì)為天問(wèn)一號(hào)后續(xù)任務(wù),和今后中國(guó)的所有火星探測(cè)任務(wù)積累重要數(shù)據(jù)。
對(duì)于美國(guó)來(lái)說(shuō),開(kāi)展火星探測(cè)較早,這些路都走過(guò)一遍,所以毅力號(hào)選擇直接“一頭扎向”火星表面。
目前,天問(wèn)一號(hào)已經(jīng)于2月10號(hào)入軌,并計(jì)劃于5月左右,實(shí)施火星車(chē)登陸任務(wù)。
與毅力號(hào)直接進(jìn)行“空中吊車(chē)”著陸的方式不同,天問(wèn)一號(hào)將采用動(dòng)力下降進(jìn)行著陸的方式,即火箭反推懸停降落技術(shù)。
就是說(shuō),反推火箭會(huì)一直工作,直到著陸器降落到火星表面。
相比于著陸器本身,這項(xiàng)技術(shù)需要的燃料罐和反推火箭體積更大,傳感系統(tǒng)也都裝在著陸器底部。
由于燃料罐和反推火箭沒(méi)有辦法在著陸前完成脫離,因此,需要著陸腿增大跨距,以提高著陸安全性。
同樣,天問(wèn)一號(hào)也將接受“恐怖7分鐘”的考驗(yàn)。
天問(wèn)一號(hào)攜帶的火星車(chē),采用太陽(yáng)能供電,設(shè)計(jì)壽命90天。
如果最終這輛火星車(chē)成功著陸并運(yùn)行,將成為人類(lèi)史上首個(gè)一次性完成“繞、落、巡”的火星探測(cè)器。
期待它在5月份的表現(xiàn)。
最后,來(lái)揭曉毅力號(hào)降落傘上的“玄機(jī)”。
推特網(wǎng)友@FrenchTech_paf指出:降落傘內(nèi)部四個(gè)同心環(huán)的上的紅白圖案可以解讀成一段二進(jìn)制信息,按照10比特一組進(jìn)行解讀,進(jìn)行一定的排序后,可以得到三個(gè)詞 :
Dare Mighty Things,可以翻譯成“挑戰(zhàn)偉大”。
而在NASA工作的Paul Ramirez又補(bǔ)充道,降落傘最外面一圈的的圖案也有說(shuō)法,這是一個(gè)GPS坐標(biāo):
北緯34度11分58秒 西經(jīng)118度10分31秒。
這是位于美國(guó)Pasadena的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的坐標(biāo)。
這就是理工科的浪漫吧~
NASA“恐怖7分鐘”視頻:
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