“火星2020”號(hào)火星探測(cè)器，正進(jìn)行安裝的硬件將有助于提高未來(lái)火星著陸的安全性。負(fù)責(zé)在2024年之前將宇航員送回月球的美國(guó)宇航局阿爾特彌斯月球探測(cè)計(jì)劃，將在2028年之前在月球及其周?chē)⒁粋€(gè)持續(xù)的人類(lèi)生成基地。

美國(guó)宇航局(NASA)將利用其月球任務(wù)和機(jī)器人火星任務(wù)，為人類(lèi)探索這顆紅色星球做準(zhǔn)備?；鹦沁M(jìn)入、下降和著陸儀器2 (MEDLI2)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一套傳感器，將在火星2020號(hào)任務(wù)的進(jìn)入階段測(cè)量空氣溫度環(huán)境和熱保護(hù)系統(tǒng)(TPS)材料的性能。

工程師們將MEDLI2交付的第一批產(chǎn)品，安裝在了進(jìn)入飛行器的隔熱板上。進(jìn)入飛行器的氣殼由隔熱罩和外殼組成，將保護(hù)火星2020號(hào)探測(cè)器在從地球到火星的途中，以及通過(guò)火星大氣層進(jìn)入火星表面過(guò)程中的安全。MEDLI2的首席研究員托德·懷特說(shuō)：了解我們當(dāng)前一代進(jìn)入飛行器的實(shí)際性能，對(duì)于未來(lái)機(jī)器人和載人火星任務(wù)的安全可靠著陸至關(guān)重要，壓力和溫度的測(cè)量是理解這一點(diǎn)的關(guān)鍵。MEDLI2在弗吉尼亞州漢普頓的NASA蘭利研究中心完成了飛行硬件的環(huán)境測(cè)試。

測(cè)試，包括振動(dòng)和熱真空測(cè)試，證明了硬件的能力，以承受大的振動(dòng)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)，在發(fā)射和極冷的巡航到火星。一些硬件的高溫滅菌也已成功完成，使MEDLI2能夠最大限度地減少無(wú)意中將陸地生物材料運(yùn)送到火星表面的可能性。到2019年11月底，所有MEDLI2組件將完全安裝在火星2020號(hào)上。MEDLI2包括三種類(lèi)型的傳感器(熱電偶、熱流傳感器和壓力傳感器)、數(shù)據(jù)采集和信號(hào)調(diào)理單元(傳感器支撐電子單元)。

用于記錄進(jìn)入和降落傘展開(kāi)過(guò)程中所經(jīng)歷的加熱和大氣壓力，以及傳感器和傳感器支撐電子單元之間的控制。在NASA火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室任務(wù)中飛行第一個(gè)MEDLI套件的基礎(chǔ)上，儀器設(shè)備再次被應(yīng)用于隔熱罩，但采用了不同的配置，以更好地測(cè)量流動(dòng)特性。這一次，將在殼體上安裝儀器，并收集加熱和表面壓力的測(cè)量數(shù)據(jù)，以幫助減少應(yīng)用于當(dāng)前預(yù)測(cè)結(jié)果的巨大不確定性。火星2020號(hào)探測(cè)器將以每小時(shí)12500英里(20120公里每小時(shí))的速度進(jìn)入火星大氣層。

MEDLI2將在進(jìn)入前5小時(shí)開(kāi)始收集數(shù)據(jù)，并在整個(gè)進(jìn)入和部分下降階段繼續(xù)收集數(shù)據(jù)。將航天器從每小時(shí)20120公里降至每小時(shí)不到3公里需要大約6分鐘時(shí)間。MEDLI2將測(cè)量火星2020號(hào)隔熱罩和外殼的關(guān)鍵進(jìn)入和下降性能數(shù)據(jù)。MEDLI2飛行數(shù)據(jù)將填補(bǔ)關(guān)鍵的空間進(jìn)入、下降和著陸知識(shí)空白，這將推動(dòng)當(dāng)前的EDL技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)也有潛力將TPS質(zhì)量降低35%，這將導(dǎo)致顯著的成本降低。這項(xiàng)技術(shù)和數(shù)據(jù)還將有助于減少登陸足跡(不確定性足跡)的大小，從而允許訪問(wèn)那些可能難以到達(dá)，但具有高度科學(xué)價(jià)值的站點(diǎn)。

MEDLI2項(xiàng)目經(jīng)理亨利·賴特說(shuō)：我們對(duì)進(jìn)入飛行器及其相關(guān)熱保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)的能力存在不確定性，這意味著預(yù)測(cè)需要考慮較大的利潤(rùn)空間(100%到200%)，以確保進(jìn)入飛行器能在最壞的情況下生存下來(lái)。飛行數(shù)據(jù)將進(jìn)一步減少模型中的不確定性，從而更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)載荷和性能。MEDLI2的主要目標(biāo)是降低設(shè)計(jì)裕度和預(yù)測(cè)不確定性的空氣熱環(huán)境和空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)MEDLI2飛行數(shù)據(jù)的仔細(xì)分析對(duì)NASA未來(lái)探索這顆紅色星球至關(guān)重要。

MEDLI2將探索火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MSL)任務(wù)中未涉及的領(lǐng)域，并尋求對(duì)MEDLI/MSL數(shù)據(jù)檢查產(chǎn)生問(wèn)題的答案。MEDLI2是一個(gè)改變游戲規(guī)則的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，由NASA空間技術(shù)任務(wù)理事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)，得到了人類(lèi)探索和操作任務(wù)理事會(huì)和科學(xué)任務(wù)理事會(huì)的支持。該項(xiàng)目由蘭利管理，并與位于加州硅谷的美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心和位于加州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室合作實(shí)施。NASA將利用火星2020和其他任務(wù)，包括月球，為人類(lèi)探索這顆紅色星球做準(zhǔn)備。

博科園｜研究/來(lái)自：NASA

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