来聊聊火星让好奇号花式降落的人

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此时此刻,在大约七千万公里之外的火星上,人类历史上最不可思议的一辆“车”——“好奇号”已经工作了多天。这辆火星探测车于16年前开始研发、8年前发射升空离开地球,但在今天看来,无论是机械工程还是外星探索的领域,它依然是人类历史上的一个巅峰。而真正把好奇号推向“巅峰”的,是它刚刚进入火星大气层时的那次不可思议的“花式降落”。亚当·施特尔茨纳今天,好奇号“花式降落”方案的缔造者——亚当·施特尔茨纳(AdamSteltzner)来到了成都,在极客公园Rebuild科技商业峰会上,分享了“好奇号”背后那些恰到好处的疯狂创新,那些启发他独立思考的原点时刻,以及好奇号的近况和火星风光。好奇号“个头大”专门为其设计“天空起重机”自年以来,“好奇号”是NASA(美国宇航局)第四台成功登陆火星的探测车,在此之前的三台分别是年探路者项目的“索杰纳号”,年着陆的“勇气号”和“机遇号”。在发射“好奇号”之前,人类41项火星任务中只有15项任务取得了成功,成功率不到一半。而“好奇号”更是一个“大个头”,满负荷的重量达到了整整一吨,尺寸也比前辈翻了番,如何让它在火星上安全着陆,成为了项目最难的一环。NASA赞助的喷气推进实验室(JetPropulsionLaboratory,简称JPL)承担了好奇号项目的EDL阶段(进入-降落-着陆)。为火星探测车策划一个从进入大气层到最终着陆的系统,是JPL的看家本事,但即使如此,好奇号的项目难度还是让喷气推进实验室的顶级火箭科学家们感到头痛不已。亚当·施特尔茨纳说,他和他的团队先后想到了气囊方案和三脚式着陆系统,但都被论证为不适用。年,一筹莫展之际,他们头脑风暴了三天,构思出“天空起重机”(skycrane)的原型。这是一个通过大气摩擦、降落伞、减速火箭和几根尼龙绳组成的着陆方案。科学家们设想:在进入火星大气后,火星探测车先后依靠大气摩擦和降落伞完成第一阶段的减速,随后开启减速火箭“天空起重机”,利用火箭助推实现整个火星车和助推器的悬停,最后用一根20米长的缆绳,一点点将伸出了六个轮子的好奇号“安放”在火星地表上预设的着陆地点,稳定着陆后,“天空起重机”飞往安全距离之外撞向地表。当“天空起重机”的方案传到当时NASA局长迈克尔·格里芬的耳朵里,从不会过问细节的他破天荒地将施特尔茨纳等人叫到华盛顿,向NASA各个中心代表解释这个从未在航天任务中执行的着陆方案。经历“惊险7分钟”好奇号“温和”登陆火星一年多之后,“天空起重机”的概念经过了万次计算机模拟后,逐渐得到EDL内部和外部专家审核委员会的通过,方案由此正式启用。年11月26日,好奇号从肯尼迪航天中心出发。八个月,经历了5.6亿公里的飞行旅程后,好奇号迎来了最关键的节点。在EDL内部,他们把这段时间称为“惊险7分钟”:年8月6日,喷气推进实验室全员挤在执行任务的“作战室”里,EDL小组监控着每一次数据的传入,整个EDL阶段也就是好奇号从大气层降到火星表面需要7分钟,在这7分钟内,好奇号需要把时速从公里下降到0,每一个瞬间的动作都由超过50万行的计算机代码决定,地面的控制中心无法提供任何帮助。对这群世界最顶尖的科学家而言,这是他们十年来努力验证的一刻,要么功成名就,要么身败名裂,对冒险启用了“天空起重机”方案的施特尔茨纳而言,尤为如此。监控屏上不断有数据传来,紧接着语音系统内不断有人说,“可能已经着陆成功……”“火星车惯性测量单元稳定……”“持续接收到来自火星天线的超高频无线电信号……”“确认着陆!”整个房间顿时沸腾。好奇号最终顺利以0.6m/s的“温和”速度降落在火星盖尔撞击坑内的伊奥利亚沼,它的实际着陆点距离预定着陆点仅仅相差2.4公里,完成了有史以来最精确的着陆。每天传回新照片“好奇号”还没有退役打算在NASA发布的一段纪录片中,施特尔茨纳说,“当人们看到它的时候,他们觉得这太疯狂了。这是很自然的反应。有时候我们看它,都会觉得疯狂。”在两千多个日夜,近七年对未知世界的探索中,NASA科学家们和好奇号火星探测车一起,经历了最初着陆时的惊惶,研究突破时的狂喜,沙暴中停机待命的无奈,以及挺过沙暴、“返岗工作”后的骄傲。此刻,好奇号仍然在不休地工作着。“好奇号对NASA,对整个人类,作出了巨大的贡献,目前我们还没有把它退役的打算。”施特尔茨纳说,每天好奇号都会传回火星上的新图片,不断扩充人类对火星历史的了解,对火星科学的了解,也帮助人类更好地了解地球在太阳系中的作用和地位。凭着核能动力源的供给,原先只安排了23个月工作计划的好奇号可以继续在火星上持续工作55年。也许等到人类登陆火星的那一天,我们还可以见到正常运作的好奇号。成都晚报-成都发布记者薛欢图据主办方编辑:刘成梦

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