在太空任务中,时间就是一切。要想成功完成这样的任务,就需要复杂的指挥和行动编排,而在另一个世界的表面上进行一次冒险就更是如此了。现在,在2月18日,美国国家航空航天局(NASA)的“毅力”号漫游者将在火星着陆,这将是它在2012年着陆的“好奇”号的继任者。这一次,任务是进行一次寻找火星上过去的生命,以及其他令人兴奋的实验。

1025公斤重的月球车由一个放射性同位素热电发生器提供动力,由衰变的钚产生的热量提供燃料,这应该有助于它避免发生爆炸充满尘埃的命运比如过早地结束了其太阳能前辈机遇号和勇气号的任务;但着陆后尽快恢复和运转仍然是至关重要的。火星车的主要任务是一个火星年(两个地球年),它需要进行大量的科学研究。而且,尽管它的任务可能会延长,因为它的着陆点在杰塞洛陨石坑内的古老的火星河流三角洲,非常丰富,科学家们渴望尽早开始行动。

然而,在他们着手处理这一紧急任务之前,“毅力”需要先经历自主降落到地面的7分钟——被称为“恐怖的7分钟”——然后检查它的重要器官是否正常,并进行首次空中飞行尝试。我只想说,忙碌的月球车日程安排得非常紧凑。当然,星际任务的时间总是会根据事情的进展而变化,但毅力号在火星上的前100天已经有了时间表。(注意,火星上的一天比地球上的一天长40分钟左右。)

下面是事情的发展过程。

第1至10天

着陆后,“毅力”号要做的第一件事就是发射一些烟火装置,打开探测器上相机的盖子。然后,它将拍摄月球车前后的图像,并通过美国宇航局的火星奥德赛飞船和欧洲的微量气体轨道飞行器传回地球。后呢?加州NASA喷气推进实验室(JPL)的项目副经理Jennifer Trosper说,当然是打个盹,“为第二天在火星上的电池充电”。

在接下来的几天里,毅力将通过一些重要的任务,以确保它是建立和运行顺利。它将确认其在火星上的确切位置,同时该团队将“试图确定该飞行器的基本功能——动力、热和通信,”特罗斯珀说。“因为如果这些基本功能中的任何一个都不起作用,那么飞机很快就会受到伤害。”它还将利用太阳的头顶位置来确定地球在天空中的确切位置,进行直接通信,然后穿过检查仪器而系统也会继续传回周围环境的图像。

特罗斯珀说:“完成这些工作大约需要四五天的时间。”与此同时,在接下来的五天时间里,月球车将从用于着陆的软件过渡到在表面操作所需的软件。随后,月球车将对其机械臂进行测试,机械臂将用于在火星表面收集和存储样本,它还将迈出第一步,在六个崎岖的轮子上进行短时间的驱动。然而,当所有这些都在进行时,另一个团队将仔细研究着陆点的图像,为一次重大测试做准备——在火星上的首次飞行。

第11至60天

毅力的肚子里藏着一个0.5米高的小偷渡者叫智慧.这架“火星直升机”有四个旋转叶片,将首次尝试在另一个世界的天空中进行动力空气动力学飞行,这一技术演示可能是未来无人机在人类任务中飞行的前奏。Trosper说,“匠心”号的飞行需要“毅力”号找到一个平坦的地点,该地点由直升机团队在着陆点10天车程内选择,或者在一公里以外,“毅力”号每天可以飞行约100米。

一旦它找到那个地点,部署就会很慢。“匠心”被横着储存在“毅力”下面,所以它必须缓慢地旋转并下降到水面。在弹簧的帮助下,支架必须展开,而在切换到自己的太阳能电池之前,直升机必须接受来自“毅力”公司的最后一次充电。然后,一旦所有的检查都完成了,一切都准备好了,它将被轻轻扔到水面上。理论上,整个过程——除了电池充电——只需要几分钟。但工程师们会非常小心地进行,沿途拍摄多张照片,这意味着整个部署实际上将“在火星周的范围内”,喷气推进实验室的直升机机械工程负责人约书亚·拉维奇(Joshua Ravich)说。

从这里,直升机的任务开始了。它有30天的窗口期,可以在火星上进行最多5次自主飞行,每次飞行时长不超过90秒。飞行将从低空和短距离开始,但最终会发展到更高的高度,并可能达到几百米的距离。拉维奇说:“五号航班可能非常复杂,比如起飞,飞行一段距离,自己选择一个新的降落地点,然后在这个地点降落。”每天最多只能尝试一次飞行,其间直升机充电。“毅力”将在现场进行拍摄,甚至拍摄飞行视频。

60至100天

在这些早期的活动中有一些误差,第60天是最早的,第100天是最晚的他们可能完成的。无论如何,直升机测试飞行的结束——5次飞行或30天,无论哪个先结束,都意味着任务的初始阶段已经结束。现在,月球车将开始实现其主要科学目标。“工程师们把漫游者的钥匙交给了科学团队,”“毅力”项目的副项目科学家凯蒂·斯塔克·摩根(Katie Stack Morgan)说。“一旦直升机完工,我们的许多科学仪器将准备就绪。”

在火星任务的最初几周,科学小组将选择一个第一个地点将火星车送往火星。“根据我们着陆的地点,我们有一个(地点)菜单可供选择,”摩根说。“我预计,我们可能会在调查河流三角洲之前,计划对陨石坑底部进行科学调查,因为那里可能是火山岩,而火山岩对获得绝对年龄非常有用,”这为火星车未来收集的任何样本提供了有用的时间基线。

在那之后的日子里,“毅力号”可能会在火星上采集第一个样本,并在火星表面留下它的第一个雪茄大小的试管——这些小贮藏物被设计成由火星探测器采集未来的样本返回任务被带回地球。它的MOXIE仪器,一种将从火星大气中提取二氧化碳进行化学转化为可呼吸氧气的技术演示设备,可能会启动并运行,meda -火星气象仪器,以及RIMFAX,它将使用雷达寻找地下的水-冰。

考虑到直升机在其早期阶段的演示,这将是一个不同于任何其他任务的开始。但一旦完成了这一任务,火星车通过了检查,确认其正常运行,它在火星上的主要任务将真正开始。在火星上的前100天(可能在6月的某个时候)之后,火星车将准备好进行迄今为止最令人兴奋的火星生命搜索之一。特罗斯珀说,在这一点上,“全速前进”——谁知道后面会有什么秘密呢?