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ExoMars再次降落伞测试失败,威胁2020年任务

ExoMars 火星任务面临挑战,最近的降落伞测试失败可能推迟其计划中的 2020 年发射。

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大多数火星着陆器或探测器在着陆过程中都会使用降落伞,但火星稀薄的大气层使得这种低技术的方法也充满危险。图片来源:ESA/ATG medialab

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ExoMars 是一个计划于 2020 年夏季发射的火星任务。但最近一系列降落伞测试失败可能会威胁到该发射日期。

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ExoMars 是由欧洲航天局 (ESA) 和俄罗斯航天局 (Roscosmos) 联合运营的。该任务设计为两部分,其中第一部分于 2016 年发射。该任务旨在将“痕量气体轨道器”(Trace Gas Orbiter) 送入火星轨道,并将“斯基亚帕雷利”(Schiaparelli) 着陆器送往地面。虽然痕量气体轨道器成功进入轨道并仍在收集数据,但斯基亚帕雷利坠毁在火星上,导致着陆器部分任务在开始前就已结束。

该任务的第二部分定于明年发射。2018 年,主降落伞的初始低空测试是成功的。但在今年,两次高空测试均告失败。

火星着陆极其困难,其相对较高的重力和稀薄的大气使得任何减速都变得困难。美国宇航局是唯一成功多次登陆火星表面的机构,但欧洲航天局和俄罗斯航天局希望这种情况不会持续下去。

部署失败

大多数火星任务在着陆过程中都会使用降落伞,即使它们还部署了制动推进器甚至“天空起重机”机动。但尽管历史上曾多次成功着陆,这仍然不是一个已解决的问题。每个着陆器的大小、形状或着陆程序都不同,这会改变对降落伞的要求,因此它们不能简单地复制过去有效的earlier设计——尽管 NASA 的“火星 2020”探测器是由“好奇号”的备件建造的,在着陆程序方面将或多或少是一个重复的任务。

ExoMars 的第二阶段,完成了 2016 年开始的第一阶段,由一个欧洲制造的名为 Rosalind Franklin 的探测器和一个俄罗斯制造的名为 Kazachock 的着陆器组成,它们将作为一个整体下降,总重 4,000 磅。其降落伞是火星任务中最大的,直径为 115 英尺。该降落伞在 2018 年 3 月成功通过了低空测试,当时从约四分之三英里(约 4,000 英尺)的高度投放。

但最终配置要求两个主降落伞,每个主降落伞都有一个较小的引导伞来帮助主降落伞充气(这是任何大型降落伞系统的常见配件)。当该系统于 2019 年 5 月进行测试时,从 95,000 英尺(18 英里)的高度投放,两个主降落伞在充气过程中都出现了撕裂。

工程师们调整了设计,并于 8 月 5 日再次尝试,仅在高空再次测试了最大的降落伞。但尽管进行了调整,它还是出现了撕裂。

“令人失望的是,在上次测试出现异常后引入的预防性设计调整并没有帮助我们成功通过第二次测试,但一如既往,我们保持专注,并致力于理解和纠正缺陷,以便明年能够成功发射,”ESA 的 ExoMars 团队负责人 Francois Spoto 在 ESA 的一份声明中说。

科学家们计划在 9 月份举办一个研讨会,继续集思广益改进降落伞系统,其中包括曾参与过以往火星降落伞系统的 NASA 工程师。

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计划在 2019 年晚些时候进行另一次主降落伞高空测试,工程师们希望在 2020 年初对整个系统进行认证。Kazachok 着陆器已经完成,而 Rosalind Franklin 探测器仍在建造中。该任务定于 2020 年 7 月 25 日至 8 月 13 日之间发射,留给工程师们不到一年的时间来修复他们的降落伞并完成在此期间的所有测试。

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