美國“好奇號”登陸火星7分鐘難度高風險大

在“好奇”號登陸火星的過程中，最驚險的歷程當屬進入火星大氣層、下降然后著陸。在短短7分鐘內，“好奇”號時速將由約2萬公裡下降至零，由於難度高、風險大，美國航天局稱之為“恐怖7分鐘”。

 

著陸過程復雜

 

切入：“好奇”號進入火星大氣層的切入點距著陸點高度約為131公裡，切入時速度約為每秒5.9公裡。進入火星大氣層之前，飛行器隔熱罩上安裝的小型發動機點火，調整飛行器姿態，將隔熱罩正對前方。

 

下降：切入大氣層后，飛行器將通過拋掉兩塊鎢質載荷的方式錯開原有重心位置，幫助飛行器與火星大氣層發生劇烈摩擦時獲得升力。降落傘打開之前，隔熱罩再次拋掉一組物質負荷，為降落傘順利打開做好准備。降落傘在飛船距火星表面約11公裡時啟動，名為“天空起重機”的助降設備及“好奇”號降速后，逐步與隔熱罩、降落傘分離，“天空起重機”上安裝的8台反沖推進發動機同時啟動，進入有動力的緩慢下降階段。

 

著陸：當反沖推進發動機將“天空起重機”和“好奇”號組合體的速度降至大約每秒0.75米之后，幾根纜繩伸出，將“好奇”號從“天空起重機”中吊出，懸挂在下方。此時，“天空起重機”和“好奇”號組合體距火星表面已經很近。隨著組合體的進一步下降，纜繩不斷被拉長，“好奇”號火星車的輪子和抗震系統在觸地時立刻啟動，纜繩會被立即自動切斷，“天空起重機”隨后在距離“好奇”號一定安全距離范圍內著陸。

 

難度高 風險大

 

將“好奇”號在7分鐘內由時速約2萬公裡驟降至零並非易事。“好奇”號項目的運營由美國航天局噴氣推進實驗室負責，該實驗室工程師亞當·斯泰爾茨納認為，“好奇”號著陸“難度系數高於10”。

 

早期火星登陸器均包裹在氣囊內“砸”在火星表面。這種著陸方式對“勇氣”號和“機遇”號等個頭較小、重量較輕的探測器來說還行得通。不過，“好奇”號重近1噸，是“勇氣”號和“機遇”號的5倍多，老方法已不適用。

 

因此，科學家隻能另尋他途。火星大氣層比較稀薄，如果沒有外力相助，單靠火星大氣的摩擦阻力最多隻能使“好奇”號時速由約2萬公裡降至約1600公裡。選擇可以制動降落的“天空起重機”無疑可以解決降速問題。

 

對人類發射的著陸器來說，火星歷來不是個好去處，事實上，人類發射的半數以上火星探測器以失敗告終。盡管美國有過成功先例，但這並不能為“好奇”號著陸成功“打包票”。即便整個復雜的著陸過程已經過精心設計，火星表面的反常沙塵暴、突然的大風或其他問題都可能使著陸失敗。等到2.4億公裡外的科學家接到信號時，“好奇”號要麼已經著陸，要麼已經功敗垂成。

 

美國航天局前火星項目負責人斯科特·哈伯德表示，“你也許已經做了所有能想到的事情以確保任務成功，但火星仍能給你出難題”。美利堅大學太空政策專家霍華德·麥柯迪說：“這是個巨大的賭博，如果成功，這將是重大技術進步。”(記者任海軍)