物理科技生物学-PHYICA

美国国家航空航河原りょう天局的“坚韧”号探测器通过火、冰、光和声音进行试验

天文学与空间 2021-12-12 00:01:17

喷气推进实验室 这个动画GIF展示了一个降落伞的成功测试,这个降落伞将用于美国国家航空航天局的“毅力”探测器在火星着陆

这些照片拍摄于9月10日

2018年7月,在高级超音速降落伞充气研究实验项目的第三次也是最后一次飞行中

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 虽然汽车制造商在2019年为这个世界制造了超过9200万辆汽车,但美国宇航局只为火星制造了一辆

坚韧不拔的火星漫游者是独一无二的,让它准备好在红色星球的平坦街道上滚动所需的测试也是独一无二的

因为一旦火星车在火星上,硬件就无法修复,该团队必须建造一种能够在一个温度变化剧烈、辐射持续且灰尘不断的星球上生存数年的车辆

为了确保做好准备,他们让“毅力”通过了一个测试项目,这个项目比火星之旅和它在火星将会遇到的环境更为艰难

“火星很难,每个人都知道这一点,”美国宇航局南加州喷气推进实验室的项目经理约翰·麦克纳梅说

“他们可能没有意识到的是,要想在火星上取得成功,你必须在地球上彻底检验一下

" 虽然为该项目进行的独特测试数以千计,但这里有几个突出的例子

《喧哗与骚动》 众所周知,巨大的噪音会损害你的听力

它们也可能对航天器有害,至少当它们在发射过程中位于运载火箭顶部时是如此

那些令人痛苦的分贝实际上会导致零件和部件松动

早在火星车被运送到佛罗里达州肯尼迪航天中心为今年夏天的发射做准备之前,工程师们就把它放在JPL的一个特殊的房间里,用充氮的扬声器,用高达143分贝的随机声波对它进行爆破——比你站在轰鸣的喷气发动机后面遇到的声音还要大

在为期一天的声学测试中,他们有几次停下来检查火星车及其周围,寻找任何可能松动、断裂或脱落的东西

一些连接宇宙飞船部件的紧固件不得不被拧紧,一些电缆被更换,但是任务组带着越来越大的信心离开了,尽管在发射过程中毅力肯定会被动摇,但是什么都不会发生

这段视频重点介绍了美国国家航空航天局的“毅力”探测器在2019年9月至12月期间在南加州喷气推进实验室完成的一些测试

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 哦,降落伞 问问火星2020任务的进入、下降和着陆团队的任何成员,他们都会告诉你,如果你不能坚持着陆,穿越3.14亿英里(5.05亿公里)的星际空间就没有什么意义了

70岁

5英尺(21

直径5米),漫游者的超音速降落伞与实现这一目标息息相关

要确保降落伞正确展开,并且能够在不粉碎或缠绕的情况下完成工作,需要做大量的工作

毅力的降落伞是基于2012年火星好奇号成功飞行的设计

然而,由于毅力比好奇心稍重,工程师们加强了他们的降落伞设计

但是如何确定它会做它应该做的事情呢?测试,测试,测试

首先,该小组致力于验证降落伞在减缓火星大气中快速移动的宇宙飞船的压力下是否能够支撑住

2017年夏天,他们前往位于加州硅谷的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的国家全尺寸空气动力学综合实验室,在风洞中近距离观察试验降落伞的展开情况,检查工艺并寻找任何意外行为

更复杂的评估将于2018年3月至9月进行

该小组在与火星相关的条件下测试了三次降落伞,使用的是从美国宇航局位于弗吉尼亚州的沃洛普斯飞行研究中心发射的黑色布兰特九号探空火箭

最后一次试飞是在9月10日

7,将降落伞暴露在67,000磅(37,000公斤)的载荷下——这是超音速降落伞所能承受的最高载荷,比任务降落伞在火星大气中展开时预计会遇到的载荷高85%

该小组还测试了降落伞的部署迫击炮

毅力的降落伞被紧紧地装在一个铝罐里,它有橡木的密度

迫击炮是一个装在浮空器顶上的圆柱形罐子,它封装了探测器

在部署时,迫击炮底部的爆炸推进剂将以正确的速度和轨迹将小心捆绑的尼龙、泰克罗拉和凯夫拉纤维阵列发射到火星滑流中

迫击炮部署评估于2019年冬季在华盛顿市中心的一个测试设施进行

在第一次测试中,迫击炮弹筒的温度与周围空气的温度非常接近——大约70华氏度(21摄氏度)

第二次和第三次试验是在迫击炮冷却到零下67华氏度(零下55摄氏度)的情况下进行的——这一温度远低于在火星上实际部署时迫击炮预计的发射温度(14华氏度,或零下10摄氏度)

迫击炮以优异的成绩通过了所有三项测试

这个动画GIF展示了将在2月10日使用的迫击炮系统的测试

2021年10月18日,为美国国家航空航天局的“坚忍号”探测器展开降落伞

该测试于2019年11月在华盛顿市中心的一个设施中进行

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 忽冷忽热 太阳光线加热一辆白色的火星车和加热一块火星巨石是不同的

为了更好地理解对温度敏感的仪器和子系统会遇到什么,研究小组测试了百折不挠的“热模型”

“2019年10月,他们将月球车放在JPL 25英尺宽、85英尺高(8米×26米)的真空室里进行为期一天的测试,在那里,几层楼低的强力氙灯向上照射,击中真空室顶部的一面镜子,让飞船充满光线

在灯变暖并达到火星车在杰零陨石坑着陆地点将遇到的相同强度的阳光后,一名工程师爬了进去,测量了到达火星车不同部分的“阳光”

来自测试的数据被用来更新火星车的热模型,给团队提供了他们需要的保证,以进行下一步的地面冷测试

一旦太阳强度测试结束,工程师们就关上门,疏散舱内的大部分大气,以模拟火星稀薄的大气,其密度约为地球大气密度的1%

然后,舱室被冷却到零下200华氏度(零下129摄氏度),在为期一周的子系统检查中,他们运行计算机程序,升起遥感桅杆和天线,转动轮子,并部署火星直升机,以确保火星车能够应对即使是最寒冷的火星夜晚

照相就绪 火星2020任务向红色星球发射了25个照相机,这是星际探险的最高记录

安装完成后,每一个前往红色星球的相机都必须接受“眼睛”检查

这个动画GIF展示了在美国国家航空航天局喷气推进实验室的一个空间模拟室内进行的一次冷测试中,坚韧号探测器的遥感桅杆的展开

测试于2019年10月进行

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 一台名为WATSON的摄像机负责拍摄岩石纹理的特写照片和(如果需要的话)视频,项目工程师记录下他们跳舞和挥手的场景

目标是:确定成像仪的帧速率和曝光时间,以及其计算机保存和传输数据的能力

对于其他成像者来说,测试更加正式和严格

这个过程被称为机器视觉校准,包括使用以网格为特征的目标板来建立相机光学性能的基线

结果呢?该任务的愿景是2020年

关于火星2020任务 无论他们是在肯尼迪航天中心进行飞行器的最终组装,还是在JPL测试软件和子系统,还是由于冠状病毒的安全预防措施(团队的大部分人都在做)进行远程工作,坚忍不拔的团队都将如期迎接漫游者发射期的开始

无论“毅力号”发射的是哪一天,它都将于2月15日在火星的杰零陨石坑着陆

18, 2021

“坚韧号”探测器的天体生物学任务将寻找古代微生物生命的迹象

它还将描述这颗行星的气候和地质特征,为将来返回地球收集样本,并为人类探索这颗红色行星铺平道路

恒心漫游任务是一个更大项目的一部分,该项目包括登月任务,作为人类探索红色星球的一种准备方式

肩负着在2024年前让宇航员重返月球的重任,美国国家航空航天局将通过美国国家航空航天局的阿尔特弥斯月球探索计划,在2028年前在月球及其周围建立一个持续的人类存在

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