入境,下降和降落:火星最强烈的阶段坚持不懈的流动站使命

火星坚持不懈着陆活动

这个例证显示了NASA坚持不懈的流动站的近七个月之旅的最后几分钟发生的事件。数百名批判事件必须完全和完全按时到2月18日安全地在火星上落地火星的时间。学分:NASA / JPL-CALTECH

入门,下降和降落 - 通常被称为“EDL” - 是最短,最强烈的阶段火星2020年任务。它始于航天器到达火星氛围的顶部时,每小时近12,500英里(每小时20,000公里)。它在大约七分钟后结束,在火星表面上坚持不懈。为了安全地从那些速度下降到零,在很短的时间内,在表面上击中狭窄的目标,需要“在制动器上砰地砰的一致”,以非常谨慎的,创造性和挑战性的方式。

体验进入、下降和着陆


实时模拟:在它的进入、下降和着陆的3D演示中与毅力一起飞行。查看完整的体验›

登陆火星很困难。任何太空机构发射到火星的任务中,只有40%是成功的。在这个令人揪心的时刻,有上百件事要做得恰到好处。更重要的是,毅力必须自己处理一切。在着陆过程中,需要11多分钟才能从火星收到无线电信号,所以当任务小组听到航天器进入大气层的消息时,实际上漫游者已经在地面上了。因此,坚持不懈的设计是为了自己完成整个EDL过程——自主地。

着陆的结局如何

最后的准备

在进入大气前十分钟,航天器揭示了其巡航舞台,其中包括飞往火星的飞行期间使用的太阳能电池板,无线电和燃料箱。只有保护性气孔 - 内部带有流动炉和下降阶段 - 使地面跳闸。在进入大气之前,车辆在后壳上射击小推进器以重新定位并确保热屏蔽朝下的是接下来的事情。

大气条目

由于航天器进入火星氛围,因此拖累的拖累速度减慢了 - 但这些力量也会显着地加热。大气入口后大约80秒发生峰值加热,当隔热罩外表面的温度达到约2,370度时华氏温度(约1,300度摄氏)。然而,在气垫壳中安全,漫游者只能达到大约室温。

坚持不懈的虎在火星氛围中减速

“毅力”号探测器在火星大气中减速(插图):在这张其降落到火星的插图中,美国宇航局的“毅力”号探测器利用其在火星大气中运动产生的阻力减速。来源:美国国家航空航天局/姓名

当飞船开始穿越大气层下降时,会遇到或多或少密度较大的气团,这会使飞船偏离轨道。为了弥补这一缺陷,它会启动后壳上的小推进器来调整升力的角度和方向。这种“引导进入”技术有助于航天器保持在通往射程目标的路径上。

降落伞部署

隔热罩使航天器减速至每小时1,000英里(每小时1,600公里)。此时,部署超音速降落伞是安全的。为了指导这一关键事件的时间,毅力使用新的技术范围触发器 - 计算其与着陆目标的距离,并在理想的时间打开降落伞击中其标记。

风洞测试毅力号漫游者降落伞

测试毅力的降落伞:用于火星2020任务的巨大超音速降落伞在美国宇航局艾姆斯研究中心的世界上最大的风洞中进行测试。来源:美国国家航空航天局/姓名/艾姆斯

直径为70.5英尺(21.5米)的降落伞,在入口后240秒展开,在大约7英里(11公里)和约940英里/小时的速度(1,512 kPH)之后部署约240秒。

瞄准着陆

降落伞打开20秒后,隔热罩分离并脱落。探测器第一次暴露在火星大气中,关键的摄像机和仪器可以开始锁定下方快速接近的表面。它的着陆雷达反射地表的信号来计算它的高度。同时,另一种新的EDL技术——Terrain-Relative导航- - - - - -。

使用一种特殊的相机快速识别表面的特征,漫游者将这些与车载地图进行比较,以确定它的确切方向。任务小组成员提前绘制了着陆区最安全的区域。如果毅力可以告诉它正在走向更危险的地形,它就会选择最安全的地点,为下一个戏剧性的步骤做好准备。

动力下降

在薄的火星氛围中,降落伞只能减慢车辆每小时大约200英里(每小时320公里)。为了达到安全的触达速度,坚持不懈必须自行削减落叶伞,并使用火箭骑行休息。

在后壳内直接在流动站内,是火箭动力下降阶段。将其视为一种带有八个发动机的喷气背,指出在地面上。一旦它在表面上方约6,900英尺(2,100米),ROVE就与后壳分开,向下降阶段发动机发射。

坚持动力下降

Powered Descrence for Persidentance(插图):美国国家航空航天局的坚持跑车当它在这个例证中靠近火星表面时发出下降阶段的发动机。来源:美国国家航空航天局/姓名

下降阶段迅速转移到一侧或另一侧,以避免被降落伞和后壳的影响。其转移机动的方向由运行地形相对导航的计算机选择的安全目标决定。

起重机操作

随着下行阶段的水平,减缓其最终下降速度为每小时约1.7英里(每小时2.7公里),它引发了“Skycrane”的机动。大约12秒钟在触地面前,在表面上方约66英尺(20米),下级降低了大约21英尺(6.4米)的一组电缆上的流动炉。同时,流动站将其移动系统脱落,将其腿部和轮子锁定到着陆位置。

一旦漫游者感官,它的车轮触动了地面,它就会迅速切割连接到下降阶段的电缆。这释放了下降阶段,飞出了自己的不受控制的地面,远离坚持不懈的安全距离。

保存日期

作为“七分钟的恐怖,”的入场,下降和降落在持久性的情况下,仍然是竞争的,将在2021年2月18日在火星到达火星。

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