火星上用的降落伞是如何测试的？_风闻

翻译：周唯亮

校对：金振坤 苗阳

编排：陈宏宇

后台：库特莉亚芙卡 李子琦  徐⑨坤  胡永葳

原文链接：https://www.nasa.gov/wallops/2021/image-feature/testing-proves-its-worth-with-successful-mars-parachute-deployment

这张2021年2月18日由火星侦察轨道器(Mars Reconnaissance Orbiter)上的高分辨率成像实验（High Resolution Imaging Experiment, HiRISE）相机拍摄的图像中，可以看到NASA的“毅力”号探测器正在火星大气中降落，降落伞拖在后面。

Credit: NASA/JPL Cal-Tech

测试，测试，再测试。飞行前测试航天器组件对于任务成功至关重要。宇宙飞船发射后，我们几乎没有机会能对它进行维修，尤其是那些飞往另一个星球的飞船。你需要尽一切可能一次到位。

2017和2018年，位于弗吉尼亚州的NASA沃洛普斯飞行设施（Wallops Flight Facility）成功发射了三枚探空火箭，对这款即将降落在火星的毅力号超音速降落伞进行了测试。

经过203天的旅程，穿越大约5亿千米，用来减缓火星车下降速度的超音速降落伞成功展开，帮助毅力号平稳着陆。

“这项任务要求我们设计和制造一个约22米的降落伞，它可以在大约半秒钟内承受2马赫的风。这是一个非同寻常的工程挑战，但对这次任务来说是绝对必要的，”伊恩·克拉克（Ian Clark）说。他是NASA南加州喷气推进实验室的测试技术负责人。“为了确保他们能在火星的恶劣条件下工作，我们必须先在地球上进行测试。复制火星环境意味着我们需要将有效载荷带到接近太空边缘的地方（译者注：火星地表的大气密度约为地球的百分之一，所以只能在高层大气测试），以两倍于音速的速度前进。探空火箭对我们的测试和最终登陆火星至关重要。”

NASA团队在与火星类似的条件下，使用黑色布兰特九号探空火箭测试了三次降落伞。最终试飞时，降落伞暴露在300000牛的载荷下，这是超音速降落伞能够承受的最高载荷，比在火星大气中实际展开时预计的载荷高85%。

NASA沃洛普斯探空火箭项目办公室主任乔瓦尼·罗萨诺瓦（Giovanni Rosanova）说：“当航天器成功着陆时，降落伞测试小组非常有成就感。用探空火箭正确部署测试组件非常具有挑战性，不过这项测试对成功着陆火星的重要性鼓舞了整个团队。我们很自豪能贡献自己的一份力量。”

这张gif动画显示了2021年2月18日毅力号降落时降落伞的展开过程。

Credits: NASA/JPL Cal-Tech

亚轨道飞行器——探空火箭、科学气球和飞机——是开发和测试航天器仪器和部件的绝佳平台。这些航天器包括Terra，Aqua，COBE，CGRO，SPITZER，SWIFT，HST，SOHO，and STEREO，它们都曾通过亚轨道飞行器试验过。

罗萨诺瓦说：“亚轨道飞行器的一个优点在于：仪器或者部件可以进行测试、调整、再测试，整个过程可以在几年内完成，这为科学家在飞行器最终发射前排除故障提供了机会。”

2017年9月，团队对降落伞进行了第一次测试，主要是为了观察降落伞能否在飞行过程中达到合适的条件，来模拟火星着陆时降落伞可能会遇到的情况。6个月后，团队对降落伞进行了第一次全面测试。2018年9月针对降落伞的最后一次测试的成功让整个降落伞团队确信降落伞已经准备就绪。

这张带注释的图像是毅力号后壳上的降落伞摄像头在着陆时拍摄的。使用二进制代码将两条信息编进了白色和橙色的降落伞顶中。内圈是“挑战伟大（Dare mighty things）”。外圈为NASA位于南加州的喷气推进实验室的GPS坐标，探测器就是在那里建造的。

Credit: NASA/JPL-Caltech

美国宇航局目前正在开发一个火星样品返回任务。团队计划利用火星上升器将毅力号收集的岩石和土壤样本带回地球，目前仍处于概念阶段。

探测火箭和科学气球等亚轨道飞行器正在接受测试，为上升器测试做准备。沃洛普斯的工作人员很高兴能为人们前往月球、火星甚至更远的伟大冒险贡献力量。

『天文时刻』 牧夫出品

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机智号：火星的迷你直升机图示提供: NASA, JPL-Caltech, Mars 2020 - Perseverance说明: 如能在火星上飞来飞去，该有多好？ 在上个月，当毅力号着陆火星时，NASA或许已经具备这项能力，因为它携带一部名为机智号（昵称小机灵）的飞行伙伴。 小巧的"小机灵＂是一部有4条长腿、旋翼宽达1.2公尺、大小如烤面包机的直升机。 在今年4月份，如果依规划如期布署小机灵之后，房车大小的毅力号（波西）将退开，让灵巧号有充份的空间进行历史性的首航。 在这幅画家手绘的图示机，小机灵长长的旋翼，让它有足够的升力飞翔在稀薄的火星大气里，从空中探索毅力号附近的区域。 纵然机智号飞不远，不过它是未来其他火星或土卫六长程无人飞行器的原型机。（Ingenuity 机智号；Ginny 小机灵；Percy 波西）明日的图片: erupting earth