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2016年11月29日 星期二
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1秒钟数据失误
欧洲人第二次火星梦碎

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    “斯基亚帕雷利”号火星登陆器坠毁一个多月之后,11月下旬,欧洲空间局(ESA)在官网上揭露了罪魁祸首:登陆器的惯性测量单元(IMU)发生了1秒钟的故障。

    “斯基亚帕雷利”号登陆器是由欧洲航天局与俄罗斯航天局合作的火星探测计划ExoMars中的重要一环。10月19日,“斯基亚帕雷利”号在预定着陆火星前50秒与地面控制中心失联。此前,它已搭乘母舰“微量气体探测轨道器”(TGO)飞行了7个多月。

    而随后在10月20日和11月1日,美国航天局的火星勘测轨道飞行器(MRO)拍摄到火星表面“斯基亚帕雷利”号原定着陆地点附近的图像,证实了“斯基亚帕雷利”号已不幸坠毁。

    元凶     1秒钟的数据溢出导致坠毁

    经过一个月多的排查分析,欧洲空间局终于找到了问题所在。按照计划,当登陆器接触到火星大气层后,它会在六分钟内完成一系列自动程序动作:打开防热罩、打开降落伞、关闭推进器,软着陆火星表面。从登陆器上恢复出来的数据显示,它的防热罩和降落伞都是按计划时间启动的,此前的最大“嫌疑犯”多普勒雷达高度计也被确定曾正常工作。

    问题出在检测登陆器旋转速度的惯性测量单元(IMU)上:就在打开降落伞后不久,IMU出现了1秒钟的数据溢出。这个错误的数据被传入导航系统后,计算机读出的登陆器高度为负值——也就是计算机认为登陆器已经在火星地面以下了。因此,计算机立刻启动了一系列本该在着陆后启动的程序:解除降落伞和底座、点火制动引擎、激活地面系统,而实际上,登陆器当时的高度约为3.7千米。这导致登陆器以超过300码的速度坠毁在火星表面。

    这1秒钟的数据失误,葬送了欧洲人的第二次火星梦。2003年圣诞夜,由英国研制的火星登陆器“猎兔犬2”号在登陆期间失联,此后下落一直成谜。直到去年1月16日,同样是由美国航空航天局(NASA)“火星勘测轨道飞行器”拍摄到图像,“猎兔犬2”号出现在火星表面预定着陆区,主降落伞散落在附近,太阳能电池板没有完全展开。

    欧空局载人航天和火箭探索组负责人David Parker说道,“这仍是一个非常初步的调查结果。我们已经成立了一个独立第三方调查委员会,他们会在2017年年初发布完整的调查报告。”

    “但我们仍然在‘斯基亚帕雷利’号上学到了很多,这对于我们ExoMars计划中2020年的发射项目意义重大。”

    细节     形成2.4米直径、0.5米深的撞击坑

    美国国家航空航天局在轨运行的“火星勘测轨道器”(MRO)于10月25日利用高分辨率相机,拍摄到“斯基亚帕雷利”号着陆舱撞击火星的区域,揭示了更多细节。

    高分辨率图像表明,“斯基亚帕雷利”号在火星表面形成了一个2.4米直径、0.5米深的撞击坑,周围分布大量黑色的火星表面土壤。这相当于300千克物体以数千米/小时的速度撞击效果。

    令人困惑的是撞击坑附近的非对称黑色物质。若是流星体以40000~80000千米/小时的速度撞击火星表面,撞击会引起土壤向该天体的飞行方向飞溅。图像中的非对称黑色斑点是天体以低进入角度的有力证据。

    撞击坑东北方向还有一条长长的黑色弧线,ESA尚未确定其出现原因,可能与“斯基亚帕雷利”号撞击时的爆炸有关。

    除了“斯基亚帕雷利”号的撞击坑和降落伞,该高分辨率图像上还发现了防热大底,其位置符合预期,表明防热大底确实按计划抛掉。    ■据澎湃新闻

    延伸     ExoMars计划:2020年火星车上太空

    由欧空局和俄罗斯航天局联合推出的ExoMars计划包括一个轨道器、一个登陆器和一个火星车,主要任务是寻找火星生命在过去或现在在火星上的生物标记。如今,为火星车试水的登陆器已坠毁,欧空局只能庆幸为火星车提供数据的“微量气体探测轨道器”已成功进入火星轨道。2020年,ExoMars的重头戏火星车将被送上太空。

    然而,这个计划目前仍有3亿欧元的经费缺口,“斯基亚帕雷利”号折戟无疑令欧空局雪上加霜。当地时间12月1日到2日,欧空局的成员国将在瑞士卢塞恩召开会议,如何筹措经费填补这个缺口是会议的焦点内容。

    事实上,“ExoMars 2020”号火星漫游车原定于2018年发射,只是由于欧洲研发的漫游车和俄罗斯制造的减速伞出现了不匹配问题,才推迟到2020年。如果按照计划,欧空局在2020年成功发射火星漫游车,而美国的“洞察”计划(Insight)、中国不久前立项的火星探测项目也将在同年发射火星车,那么将会出现同一年三辆火星车向这座红色星球进发的壮观景象。

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