火星坚持不懈的流动站包括新的设计前进,因为奇妙降落在红色的星球上,包括火星直升机。金宝搏官网与美国宇航局的基思Comeaux副项目总工程师谈过,了解有关这些新技术的更多信息。

金宝搏官网技术简报:火星2020宇宙飞船将采用类似于好奇心的进入,下降和降落(EDL)过程,但与一些新技术。这项技术将如何改善EDL?

Keith Comeaux:我们有一个新的算法——一个软件的改变——自动驾驶仪用它来决定何时打开降落伞。在MSL上,我们打开降落伞当我们处于正确的速度范围时与我们与目标的位置无关。这次,我们会在接近目标的时候打开降落伞这样我们就能在着陆的地方更准确地打开降落伞。这将会缩小我们的着陆椭圆。第二个改进是包括着陆器视觉系统,它有我们着陆点的地图上面预先有危险区域和安全区域。

流动站将拍摄一些图片,因为它将降落在降落伞上,将这些图片与其大脑中的地图相关联,并选择我们预先指定的安全网站之一。通过研究登陆方几年,该团队对这些安全地点在我们的着陆网站内的地方进行了非常详细的风险分析。因此,这两种技术尤其特别提高了我们科学家的非常有趣的地方的能力,而是以我们可以安全地将系统提供给该网站的方式来改善零。

金宝搏官网技术简报:新的相机可以提供第一次展望火星着陆。你对什么看看 - 你希望回答什么问题?

Comeaux:MSL有17个不同的摄像头 - 其中一个是着陆相机 - 当我们下降时,拍摄了一些图像。你所看到的大多数是一个模拟,但是热盾视频的视频有一些快照。那些被拍摄的相机,称为Mardi [Mars Descent Imager]。随着狂欢者在与Mardi相同的位置,将用于拍摄图像,因为航天器即将到来。一款完全新的相机系统 - 一种名为EDL CAMS的商用相机系统 - 包括一个漫游器下眼摄像头,位于漫游车的底部,俯视我们的着陆网站,以及在流动站的顶层甲板上的上眼镜仰望下降阶段。

当航天器启动Skycrane机动时,我们将看到从下降阶段的流动站掉落,我们会看到流动站的下降阶段,我们会看到它离开。我们还有一个下降阶段的相机,位于下降阶段的底部。当Skycrane开始时,流动站将远离下行阶段,我们将捕获一个视频的视频以及着陆网站的内容。尤其是那种相机,我非常兴趣看到结果,因为它将从下阶段的角度显示流动站,因为它在地面上触摸了。我们对下降阶段使用的推进器发生了很多问题。对推动者踢了很多灰尘和岩石以及潜在地损害流浪者,这是很多问题。

最后,背壳顶部有三个降落伞上门相机。当展开降落伞时,这些摄像机在围绕距离的环中的位置旋转,从而从火星上提供三种不同的降落伞角度。这是一个非常有趣的工程问题,因为我们很少有人能够实际记录超音速降落伞膨胀。我们已经完成了一些高空测试来了解,更好,但这将是我们第一次在火星上录制它。我们可能需要等一下,因为它是一个非常高的数据卷,它将存储在内存库中,它将需要一段时间才能下行链路。但是这些相机的工程回报将非常令人难以置信。

金宝搏官网技术简报:让我们谈谈坚持不懈。同样,它与好奇心,但较重且具有一些重大差异,包括一个新的,更具合体的轮设计。

Comeaux:是的,我们为好奇号设计了轮子我们知道如何设计轮子来支持探测器的大小但火星给我们出了个难题。这种地形包括嵌在基岩中的岩石,被风吹起,形成非常尖锐的顶点。当“好奇号”辗过它们时,它们既没有断裂,也没有移开。漫游者把所有的重量都压在这些点上,刺破了轮子。随着时间的推移,有足够多的穿孔,裂缝开始发展,并发展成相当大的洞。这些轮子实际上仍然能像任务开始时设计的那样正常工作。

这位艺术家的概念显示火星表面上的火星直升机聪明才智。超过1,500件碳纤维,飞行级铝,硅,铜,铝箔和泡沫进入火星直升机。(信用:NASA / JPL-CALTECH)

随着时间的推移,使命运营商学会了如何避免导致轮子退化的地形。我们知道我们有充足的生命留在奇妙的轮子中,但为了坚持不懈,我们想做更好。现在我们有稍微窄的轮子,直径略大,最重要的是,它有更多的胎面,其中一点点浪潮 - 如果你紧紧地看着它们 - 这会给他们僵硬防止裂缝传播并首先刺破。我们就像我们做过的好奇轮子一样测试了它们,我们得出结论,如果我们再次面对许多人看到的相同类型的地形,这些设计功能会满足需求。

金宝搏官网技术简报:提高了如何改善导航和危险的改进?

Comeaux:有很多船上软件,允许我们发现危险,因为我们跨越火星,包括一个算法,使火星驱动程序能够实际选择他们希望流动站到达的网站。ROVER将拍摄图片,并进行那些立体图像的板载处理,以确定障碍物的位置和导航到这些障碍物的路径,以便到达目的地。流动站计算元素与我们在入口,下降和降落期间使用相同的计算机使用相同的计算机的持续反馈的工程功能。但是一旦我们在火星的表面,我们就有一个额外的计算机,所以我们选择将它用于帮助我们导航表面。所有图像拍摄的所有图像都在桅杆上拍摄 - NavCams - 将被送到该计算机并加工以选择障碍物的路径。

金宝搏官网技术简报:流动站的一个新方面是加入火星直升机,聪明才智。为什么直升机在着陆后两个月后仍然存在于坚持不懈的力量,并且一旦部署了直升机的目标是什么?

Comeaux:任务运营计划是在登陆后选择一个安全的网站来部署直升机。流动站的额外时间允许我们完成流动站的所有初步结账,然后导航到我们可以删除直升机并开始运营的平坦位置。我们将在30天的时间内经营直升机,我们将重点放在直升机上,也许在侧面做一些科学 - 真正的目标将经营直升机。在坚持不懈的两个月基本上是为了让我们了解流动站,然后为直升机运营找到一个好的地方。

在此期间,直升机在漫游者的动力下停留在漫游者的下面,因为它的电池真的没有足够的能量来独自运行很长一段时间。一旦我们部署了“毅力”号,它就会开动而“独创性”号会从探测车下面部署。毅力号需要当天离开直升机,这样太阳就能照射到直升机叶片上方的太阳能电池板上。我们可以给电池充电,准备好过夜的寒冷——它将不得不使用加热器过夜保持温暖。白天,它会充电。然后当白天的日照,风和温度条件合适时,我们就会开始直升机目标。

基本上,聪明才智是一种技术示范,表明我们可以在火星上操作飞行机,这非常令人难以置信。我们将拍摄直升机以及从俯视火星的直升机。

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本文首次发表于2020年6月号金宝搏官网杂志。

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