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降落伞和着陆器

美国宇航局的火星无人探测器旨在通过一种革命性的充气着陆装置返回火星岩石,以确保在崎岖地形上安全着陆。

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在下个世纪初,美国宇航局希望向火星发射一个无人探测器,该探测器将带着火星岩石返回地球——甚至可能带回生命的证据。最近从休斯顿约翰逊航天中心退休的航空航天工程师迈克尔·罗伯茨(Michael Roberts)一直在寻找新的方法,以安全地着陆这样的探测器,无论是在火星上还是在返回地球的旅程中。目前的计划要求使用降落伞来减缓航天器的下降速度。但罗伯茨认为他有更好的主意。航天探测器——甚至是载人舱——将不会悬挂在降落伞上,而是坐进一种新型的着陆装置中,这种装置没有会缠绕的缆绳,可以确保在最崎岖的地形上也能更安全着陆。这种新着陆器的下降速度也会比降落伞快一些,从而减少漂移量。

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尽管尚未建造和测试原型机,但罗伯茨对设计充满信心。四个大型充气腿以四面体模式排列,将围绕有效载荷舱。在进入火星或地球大气层之前,未充气的腿将紧密地包裹在航天器上。在下降过程中,腿部会用压缩空气充气——类似于汽车安全气囊的工作原理——坚韧的三角形塑料帆将伸展在腿部之间,以减缓航天器的坠落。着陆时,四面体将停在其中三条腿上,第四条腿向上伸向空中。每条腿都将配有无线电信标或频闪灯,使着陆器更容易被发现。

罗伯茨表示,着陆器可以根据需要做得尽可能大。例如,如果它携带一个两人座舱,他估计充气时着陆器的直径必须约为40到50英尺。着陆器的有效载荷舱将由传统的航空航天材料制成,例如铝,但帆将由类似于凯夫拉尔(防弹背心中的材料)的高强度聚合物纤维制成。但与凯夫拉尔坚硬且对紫外线敏感不同,着陆器的纤维必须具有抗紫外线能力,并且足够柔韧,可以反复折叠。

罗伯茨说,这种着陆器也可以应用于太空任务之外。由于着陆器依靠腿部来吸收坠落的冲击,因此它比普通降落伞下降得更快。这使得它非常适合需要快速部署团队或紧急物资,并且不希望它们在空中悬挂的情况。美国宇航局已为这项发明申请了专利,并希望在世纪之交之前拥有原型机。

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