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工程师们为解救 NASA 火星洞察号着陆器制定新计划

NASA的“洞察号”火星着陆器面临挑战,其挖掘仪器“鼹鼠”被卡住;工程师们正计划解决方案,以推进热流研究。

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工程师们希望火星上的“洞察号”能够利用其机械臂来帮助“鼹鼠”重新开始挖掘,此前的地球上使用复制仪器进行了类似测试并取得了成功。图片来源:NASA/JPL-Caltech

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NASA“洞察号”火星着陆器上的挖掘仪器自2月28日起一直卡住,工程师们一直在努力尝试让它重新移动。问题出在其热流和物理性质测量包(HP3)上,特别是被称为“鼹鼠”的部分,它像一个长钉子一样通过自动锤击的方式钻入地下。

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“鼹鼠”的设计目的是钻探到地表下16英尺处,并观测火星的内部热流。但在开始挖掘后不久,该仪器仅钻了1英尺深就卡住了——这个深度远远不够进行预期的读数。工程师们不确定是什么导致“鼹鼠”停止工作,但他们认为问题出在土壤上,而不是设备本身的机械问题。而且,由于工作在另一个星球上,这个问题很难排除故障。

工程师们一直在地球上使用工程模型测试可能的解决方案,既使用了完整的着陆器模型,也单独使用了“鼹鼠”及其支撑结构等各种部件。

现在,他们已经确定了在火星上实际操作“洞察号”的下一步行动。他们计划使用“洞察号”的机械臂移开“鼹鼠”的支撑结构,以便更好地了解是什么阻碍了该设备进一步深入火星土壤。但这需要精细操作。首先,该机械臂并非为此类工作设计,因此他们必须通过测试模型确保此类操作可行。其次,如果他们不小心将“鼹鼠”也一同拉出,他们将无法将其重新设置到挖掘状态,HP3将立即报废。

是什么挡住了“鼹鼠”?

希望是,一旦支撑结构被移开,工程师们就可以使用“洞察号”的相机来查看问题所在。主要有两种可能性:一块岩石,或者土壤过于松软。正如图像所示,火星表面覆盖着各种大小的岩石,但“洞察号”工程师选择的着陆点特意避开了障碍物,以尽量减少碰到“鼹鼠”无法推过的巨大岩石的风险。他们仍然认为,岩石直接位于“鼹鼠”下方的几率很小——只有几个百分比。如果是岩石,那么“鼹鼠”很可能就永远卡住了。

另一种可能性是,周围的土壤太松软,以至于“鼹鼠”无法获得所需的摩擦力来钻入地下。如果土壤太沙,每次锤击的后坐力都会导致“鼹鼠”再次弹出。如果这是问题所在,工程师们希望通过使用机械臂向下按压“鼹鼠”上方的土壤,来增加所需的摩擦力,使其重新开始挖掘。

“洞察号”的其他仪器仍在正常工作,因此工程师们需要小心,以免任何拯救“鼹鼠”的操作损坏着陆器的其他部分。该团队位于加州NASA喷气推进实验室和德国航空航天中心(DLR),计划在6月下旬开始在火星上进行提升操作。这需要一周时间,分三个阶段缓慢提升支撑结构。这部分是因为火星与地球之间存在很长的时间延迟,也因为工程师们将在每一步都拍照,以确保他们不会不小心同时将“鼹鼠”弄松。他们还需要几周时间来评估所学到的信息,并希望在7月中旬之前决定下一步行动。

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