【黑科技】Mars 2020火星車長啥樣？
在加州帕薩迪納的JPL航天器組裝設施的潔凈室里，火星車的2.1米長機械臂與40公斤的轉塔協同運動。
據國外媒體報道，美國國家航空航天局(NASA)旗下的Mars 2020火星車距離發射升空還有不到一年時間。據任務管理人員表示，盡管開支不斷上升，但火星車的組裝工作正在有序推進，將在未來幾周內完成所有組裝工作。按計劃Mars 2020火星車將于明年7月份從卡納維拉爾角發射升空開啟火星之旅。
Mars 2020火星車以目前正在探索火星的“好奇號”火星車為基礎打造，組裝完成后整體重達一噸以上。整部火星車長3米，寬2.7米，高2.2米，使用钚238作為動力，這也意味著它是一輛核動力火星車。美國國家航空航天局噴氣推進實驗室(JPL)的工程師將在未來幾周內安裝完成所有組件。隨后工程師將對火星車進行一系列的功能和環境測試，確保其為探索火星做好準備。
Mars 2020火星車計劃于2020年7月17日搭乘聯合發射聯盟(ULAA)的阿特拉斯5號火箭從卡納維拉爾角發射升空。當工程團隊在JPL組裝火星車時，其他工程師團隊也在完成火星探測任務巡航和下降階段的制造工作，從而讓Mars 2020從地球航行至火星，并穿過火星大氣層直至在2021年2月21日順利著陸。
組裝即將完成
JPL Mars 2020任務副項目經理馬特·華萊士(Matt Wallace)說:“我們離完成Mars 2020火星車的組裝已經非常近了。我們的進度已經超過了95%，甚至可能達到98%。”
在近日舉行的火星探測項目分析小組會議上，NASA火星探索項目負責人吉姆·沃特森(Jim Watzin)說:“我們距離發射不到一年的時間，而距離把設備運往卡納維拉爾角只有幾個月的時間。”
今年6月，JPL航天器組裝設施內的工人組裝完成了Mars 2020火星車的遙感桅桿、六個輪子和2.1米長的機械臂。JPL的工作人員還完成了大部分科學儀器的安裝，其中許多儀器直接是安裝在遙感桅桿以及機械臂的末端。
JPL工程師制造“好奇號”火星車的經驗也加快了Mars 2020火星車的組裝工作。
為了在火星上搜尋古代微生物存在的跡象，Mars 2020火星車還配置了一系列新的科學儀器。除此之外，Mars 2020火星車還攜帶有一組未經實踐檢驗的內部裝置，用于收集、存儲和密封巖心樣本，以便將其帶回地球。改進的車輪設計能夠避免困擾好奇號火星車移動的問題。而地形關聯導航的升級能夠引導Mars 2020火星車在下降階段避開巨石、隕石坑以及其他障礙物，確保其順利著陸。
Mars 2020火星車的科學儀器和樣本存儲系統是開發任務中最困難的部分。但華萊士表示，“所有的儀器都運轉良好。”
最后一部交付給JPL的主要儀器是一套復雜的傳感器系統SuperCam，其中包括相機、激光發生器和光譜儀，目的是從6米遠的地方切割火星巖石并測量其化學和礦物組成。這套系統能夠識別出其中的有機分子。
SuperCam由包括美國、法國和西班牙研究人員在內的一個國際團隊研發，是NASA好奇號火星車ChemCam化學探測儀器的升級版。
SuperCam固定在Mars 2020火星車的遙感桅桿頂部，旁邊是一部可縮放相機。由西班牙提供的火星氣象傳感器也安裝在遙感桅桿上。
華萊士說:“法國合作伙伴在SuperCam的研制上付出了大量精力。在過去的六個月里，他們堅持按計劃進行，夜以繼日地把事情做好。PIXL和SHERLOC等儀器是在過去幾周交付的，被安裝在機械臂末端。至此所有火星車表面的科學儀器都已經安裝完成。”
PIXL是X射線巖石化學成分行星儀器的縮寫，它將測量火星巖石和土壤中存在的化學元素。而SHERLOC帶有攜帶了紫外激光和光譜儀，用于探測火星表面的有機物質和礦物質，同時這款設備還附帶了一部環境相機。
JPL的工程師們于7月11日安裝完成機械臂的轉塔。轉塔有40公斤重，其中包含PIXL和SHERLOC儀器以及多個相機。轉塔還裝有沖擊鉆和取芯設備，用于收集最終將帶回地球的巖石樣本。
工程團隊于7月19日啟動了機械臂的運動測試，整個系統運行平穩。
Mars 2020火星車上還有另外兩個儀器。MOXIE將演示火星大氣中二氧化碳產生氧氣的過程，而挪威研制的探地雷達將研究火星地表下的地質構造。
最重要的樣本存儲系統
火星車上的最后一個主要組裝項目是用于分類、轉移并存儲巖石樣本的復雜設備，從而讓未來的無人火星探測任務把樣本送回地球。
樣品緩存系統這套復雜的設備有17個獨立的馬達，一個可容納9個鉆頭的滾輪，以及43根用于密封從火星巖芯樣品的套管。
華萊士說:“(剩下要組裝的)最重要東西就是我們所說的儲存系統。這套機械裝置位于火星車的前部。它們藏在火星車內部，當我們使用機械臂頂端的鉆頭取出巖芯樣品后，就會將其轉移至火星車前部的傳送裝置，最終密封并存儲到套管中。”
火星車內部的存儲系統部分稱為自適應緩存組件，僅由3000多個部件組成。華萊士說:“里面有一個小型機械臂，負責對巖芯進行操作，還有一個硬件用于套管的密封和檢查等。”
在巖芯樣本收集完成后，Mars 2020火星車會將一些裝有樣品的套管留在火星上的儲藏點，以便后續任務將其帶回地球。
JPL還將把火星直升機安裝在Mars 2020火星車的腹部，這將是有史以來第一架飛越另一顆行星大氣層的飛行器。
“還有直升機，”華萊士補充道，“直升機(很快)就要組裝完成。它就位于火星車的下方。”
經受更多測試
今年秋季，工程師們將對火星車進行一系列測試。首先是將探測車與下降階段連接起來進行振動測試。Mars 2020火星車的下降階段采用了將好奇號火星車送上火星的同一類型著陸系統。
JPL Mars 2020任務項目經理約翰·麥克納米(ohn McNamee)說:“我們各方面都在取得進展，包括完成引導我們到達火星的巡航階段，以及將我們緩慢降落到火星表面的著陸系統。”
然后火星車將與下降階段分離并進行熱真空測試，測試火星車對火星低溫和低氣壓的適應能力。華萊士說，他們還計劃對Mars 2020火星車的電磁特性進行測試。
發射計劃
Mars 2020火星車的巡航階段計劃于12月運往肯尼迪航天中心，Mars 2020火星車以及下降階段將于明年2月份從加州運到發射場。
華萊士說，保護火星車進入火星大氣層的隔熱罩也將在今年年底前從位于科羅拉多州的洛克希德·馬丁公司運送到發射場。
NASA今年早些時候報告說，Mars 2020任務的總成本預計將超過該機構此前24億美元的預算。沃特森在7月26日說，Mars 2020任務有“足夠的時間”把設備運送至發射地點。
在火星車、下降階段以及巡航階段悉數就位之后，地面團隊將把整個航天器裝配到阿特拉斯5號火箭上，并在20天的主要發射期開始前連上火星車的核動力源。
本月早些時候，NASA批準使用钚238為Mars 2020火星車提供燃料。
每隔26個月就有可能從地球直接將航天器發射至火星，明年的發射從7月17日開始。
根據最新分析，7月17日的發射窗口將在美國東部時間上午9點打開，每天的發射窗口期在1到2小時之間，直到8月5日關閉。
Mars 2020火星車計劃在45公里寬的杰零(Jezero)隕石坑著陸。科學家們認為，在35億到39億年前，杰零隕石坑曾存在一個古老的三角洲和湖泊。【責任編輯/古飛燕】
來源：網易科技
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