美国国家航空航天局 (NASA)日前展示了重达一吨的 “毅力”号火星车将如何在明年 2 月 18 日登陆火星。“毅力”号火星车将被送往火星上一个名为 “杰泽罗”Jezero 的陨石坑,去寻找火星曾经存在生命的证据。但要进行这项研究,火星车必须首先实现软着陆。

登陆火星的一系列程序通常被称为 “恐怖七分钟”,之所以这么说是有充分理由的。每次火星探测任务都要在如此短的时间内完成纷繁复杂的程序,否则就会在火星表面砸出一个大坑。

更重要的是,降落过程中的一切程序都是自动完成的。

图示:“毅力”号火星车搭载了 7 种设备、23 个摄像头、2 个麦克风以及 1 个钻头

当天,地球和火星之间的距离为 2.09 亿公里,下降过程中的每一个动作都必须由机载电脑控制。整个降落过程始于火星上方 100 多公里处。“毅力”号火星车会遇到火星的第一屡大气。

此时,处于保护舱中的火星车正在以 20000 公里的时速下落。在只有 400 多秒的时间里,下降系统必须将火星车着陆时的速度降至每秒 1 米以下。

大部分的工作是由隔热罩完成的。随着保护舱深入火星大气,隔热罩会变得越来越热,温度超过 1000 摄氏度。但与此同时,大气阻力会极大减缓下降速度。

当 21.5 米宽的超音速降落伞从保护舱后部展开时,速度已经降低到每小时 1200 公里。“毅力”号火星车将利用降落伞下降一分多一点的时间,进一步减缓下降速度。

然而,最复杂的程序还在后面。

距离火星表面 2 公里时,火星车的下降速度会降低到每秒 100 米。这时 “毅力”号火星车和帮助其下降的 “天空起重机”(Skycrane)会从保护舱分离开来。随后 “天空起重机”上搭载的 8 枚火箭点火,将 “毅力”号火星车悬停至着陆点上方。火星车将利用尼龙绳降至火星表面。

但这还没有完全成功。

一旦 “毅力”号火星车感应自己接触到地面时,必须立即切断缆绳,否则就会被 “天空起重机”拖离安全着陆点。

这一程序与 8 年前 NASA“好奇号”(Curiosity)火星车登上火星表面时所采用的方法几乎相同。但有所不同的是,现在导航工具已经得到改进,可以将 “毅力”号火星车降落在更精确的着陆区域。

预计 “毅力”号火星车将于火星时间下午晚些时候着陆,也就是地球上的格林尼治标准时间 21:00 之前。

值得注意的是,在火星车着陆的那一天,无线电信号从火星抵达地球的时间大约是 700 秒。这就意味着,当 NASA 收到 “毅力”号所发来的关于进入火星大气层的信息时,“毅力”号火星车可能已经成功降落在火星表面。

“毅力”号火星车将用摄像机和麦克风记录自己的下降过程。如果其能够在着陆过程中幸存下来,这些记录将在着陆后发回地球。