登陆火星,勇气号要闯十九道关 | |
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http://www.sina.com.cn 2004年01月04日 10:38 新浪科技 | |
新浪科技讯 北京时间2004年1月4日上午,"勇气号"探测器将登陆火星。科学家承认,就今天的技术水平而言,登陆火星仍是一件困难重重的任务,稍有不慎,就会满盘皆输。具体说来,"勇气号"要在火星上成功着陆,必须闯过十九道关—— 第一关:通讯准备开始 太平洋时间3日傍晚6点45分左右,火星登陆指挥小组开始为太空飞船进入、降落和登陆阶段做最后的通讯准备。"勇气号"分离舱也将从中增益天线(需要指向地球)切换至低增益天线。此次切换虽然降低了数据传输速度,但当飞船改变方位,使隔热屏朝前时,切换是保证通讯继续的前提,因为低增益天线的指向不需要非常准备,照样可以接收信号。 第二关:飞船旋转 太平洋时间3日晚上7点过后几分钟,携带"勇气号"探测器的太空飞船将旋转至隔热屏朝前,为最后登陆做准备。 第三关:音调传输开始 太平洋时间3日晚上8点15分左右,"勇气号"开始将表明太空飞船状态的音调信号传回地球。太空飞船后舱的低增益天线开始传输简单的"音调"信号。这些信号让"勇气号"在分离舱被抛离太空飞船后仍旧能够保持通讯。这些信号可能有100种左右,它们能够向地面提供大量的信息,如分离舱是否分离,降落伞是否打开,减速率是否在预想范围之内等。 第四关:巡游舱分离 就在音调信号开始传输的同时,将勇气号从地球送往火星的巡游舱也开始分离。巡游舱分离是探测器从太空飞船脱落的第一步。探测器在寒冷的太空温度中已随太空飞船已经穿行了302,600,000英里。而在探测器脱落后,太空飞船的重量也会少了一多半。 第五关:"勇气号"进入火星大气层 太平洋时间3日晚上8点29分左右,此次登陆计划最具挑战的一关开始了。在仅仅6分钟的时间内,太空飞船要以每个小时12,000英里的速度急速下降。 登陆车将会以每小时12,000英里的速度穿行在火星大气层。由于大气摩擦,隔热屏的外表面的温度与太阳表面温度一样,达到1,447摄氏度,合2,637华氏度,但由于"勇气号"探测器受到隔热屏的保护,登陆车内的"勇气号"的温度却只有大约常温(20摄氏度)那么高。而从空气动力学上讲,隔热屏就像太空飞船的第一道"闸",使"勇气号"探测器的速度每小时下降了几千英里。 第六关:降落伞展开 大约4分钟后,太空飞船的速度会降至每小时约1000英里,而且距离火星表面也只有3万英尺的高度。此时,超音速降落伞就会打开。"勇气号"的降落伞是在"海盗号"和"探险者号"所使用降落伞的设计和经验的基础上改进的。"勇气号"的降落伞要比"探险者号"所使用的降落伞大40%左右,是用双层轻质织品(聚脂和尼龙)制成的。 第七关:热屏抛离 降落伞打开后20秒,隔热屏工作结束,与登陆车分离。
第八关:登陆车分离 隔热屏抛离10秒后,登陆车与保护壳分离,向预定着陆点落去。此时"勇气号"的高度约为20000英尺。 第九关:雷达地面搜索开始 大约在太平洋时间3日晚上8时34分,当登陆车在距离火星地表大约8000英尺的高空时,登陆车上的雷达系统确定其高度及垂直速度,测得的数据将帮助登陆系统决定制动火箭点火多长时间。 第十关:伸出摄像机拍摄火星地表的照片 在雷达系统测算相关数据时,一部垂下的摄像机将给火星地表拍三张照片,与明显的参照物进行对比,确定登陆者在火星地表作水平运动时的速度。这次测量所得的数据将决定制动火箭系统点燃哪一个横向喷射火箭。 第十一关:开始向"火星全球调查者"发送数据 安装在登陆车上的特高频天线展开,一旦登陆车与保护壳分离,就开始发送数据。这部天线可向"火星全球调查者"轨道探测器发送数据,这个时候,"火星全球调查者"正好从登陆车的头上飞过,将相关数据几乎是即时地发回地球。向"火星全球调查者"发送数据于晚上8时42分结束。虽然科学家对这个联系过程进行了深入研究并进行了模拟试验,但他们仍不敢保证联系一定能成功。当登陆车与保护壳分离时,它自身携带的一部X波段天线开始向地球发送语调信号,直到着陆前6秒。在探测器着陆、反弹和滚动期间,这部天线只发送载波信号。 第十二关:气袋充气 气袋充气是为了保护登陆车在火星坚硬的表面实现软着陆。"勇气号"的气袋与1997年"火星探险者号"的气袋是同一型号。对气袋的要求非常高,不能破损,因为它必须在火星表面弹跳许多次。 第十三关:制动火箭点火 在进入火星大气层后,着陆之前,也就是登陆车距离地表只有一个足球场的长度时,三枚火箭点火,在距离地表约40英尺地高度,将气袋包裹的登陆车垂直速度降为零。 第十四关:"缰绳"切断,首次撞击地表 在四层楼的高度,也就是着陆前3秒,登陆车的"缰绳"断开,登陆车向地表自由落下。"勇气号"及其登陆车的总重量约为544公斤。 第十五关:登陆车在地表滚动后静止 在登陆车的特殊结构和气袋的保护下,"勇气号"可以弹起四到五层楼的高度,在火星表面滚动1公里远。太平洋时间晚上8时45分,登陆器在火星表面停稳。 第十六关:通信尝试开始 在"勇气号"着陆后大约14分钟,在他停止弹跳和滚动后4分钟,X波段天线恢复音调发送。如果登陆器刚好底坐在下面,那么这部天线将位于登陆器的最高点,最有利于向地球发送信号。150秒后,停止发送音调信号。但是,如果登陆器着陆后是其他姿势,那么,3分钟后,安装在基座的另一部X波段天线就会伸出来,也向地球发送150秒的音调信号。 第十七关:重要的部署开始 着陆成功后,登陆器将在接下来的80分钟或更长的时间里展开一系列的重要部署,这要看它着陆后是什么姿态。登陆器将缩回气袋,展开太阳能电池板,伸出全景摄像杆。 第十八关:开始向"火星奥德赛"发送数据"火星奥德赛"在"勇气号"的着陆点上空大约穿行15分钟,如果"勇气号"能按时完成重要部署,它将使用登陆车上的特高频天线向"奥德赛"发送信息,或许会包括照片。"奥德赛"在3日晚上11时到午夜之间向地球发回这些信息。然而,"勇气号"届时可能没有来得及部署好与"奥德赛"进行联系的通信设备,那么它只能等待与"火星全球调查者"进行联系了。 第十九关:"勇气号"入眠 如果一切正常,那么,在"奥德赛"从头顶飞过后,"勇气号"将进入睡眠状态,养精蓄锐,等待第二个工作日的来到。 (编译/杨孝文) |