NASA:第一支火星火箭将从半空发射

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【大纪元2022年03月10日讯】(大纪元记者笛睿编译报导)人类第一次从火星取回岩石样品的壮举正在醖酿之中。最新信息显示,到时候将使用的火箭发射技术很奇特——不能像在地面一样点火发射,而是把火箭抛到空中,再从半空中点火发射。

美国宇航局(NASA)正在和欧洲太空局(ESA)合作规划这项复杂的任务。大致过程是,将再派去一辆漫游车和登陆器搜集近几年毅力号(Perseverance)探测车在火星各地采集的样品,然后用一支火箭把样品发射到火星空中的轨道,转交给在那里接应的飞船,再由飞船把样品送回地球。

但是项目的细节、比如具体每个环节由哪个机构承担都还在商议之中。不过,科学美国人杂志(Scientific American)了解到,上个月,NASA与老牌军工厂商洛克希德·马丁(Lockheed Martin)签订了一份价值大约是1.94亿美元、制造一辆火星起飞车(Mars Ascent Vehicle,缩写MAV)的合同。这项合同中终于让其中不少细节逐渐浮现。

火星起飞车”就是将来把样品发射到火星轨道的运载火箭,大约3米长,将是人类制造的第一支从外星球发射的火箭。

这套方案将用到的设备包括一辆新的获取样品漫游车(Sample Fetch Rover)、一个固定在原处的样品搜集登陆器(Sample Retrieval Lander),和一辆火星起飞车。漫游车和登陆器将由欧洲太空局设计和制造,火星起飞车将由NASA制造。

项目计划让获取样品漫游车开动到火星的各个地点,把现在毅力号这几年内钻凿取得的样品搜集起来,集中放到样品搜集登陆器上。

前些年NASA发射去火星的登陆器的主要任务是进行科研工作,所以搭载了大量的科研仪器。而样品搜集登陆器将不需要携带任何仪器,它只需能够在火星上起到保护火星起飞车的作用,并作为其起飞发射的平台。

洛克希德·马丁公司的业务发展经理戴夫·默罗(Dave Murrow)告诉科学美国人:“到时候我们将找一个平坦的、没有太多石头的地点,作为样品搜集登陆器的登陆地点。”当然,这个地点也在毅力号目前的活动地点杰泽罗撞击坑(Jezero Crater)内。

工程师认为,最佳的计划是在火星的夏季登陆杰泽罗撞击坑,以避免遇上沙尘暴。另外,漫游车在火星上四处搜集样品也需要一些时间。而火星上的温度一般只有零下60摄氏度。在这样的环境下,登陆器要能够给火箭引擎内的燃料适当加温,防止燃料凝结。

NASA喷气动力实验室(JPL)的首席工程师克里斯·查泰利埃(Chris Chatellier)说,最初他们考虑让火箭从样品搜集登陆器上发射升空,只需要把各种技术调整能够适应火星只有地球百分之一密度的大气、和三分之一的引力。可是他们发现,由于没办法把登陆器牢固地固定在火星地面,在火星较低的引力环境下,发射的冲击力很可能会把发射支架弹射到空中,甚至会撞上火箭。

于是项目组想到了一个奇特的主意:把火箭抛到空中,再让火箭点火发射。于是,他们设计了这套名为垂直弹射受控释放系统(Vertically Ejected Controlled Tip-Off Release,缩写为VECTOR)。

在过去两年里,NASA的工程师都在设计、制造和测试这套系统。NASA公布的视频展示了他们多次测试的结果。科学美国人的报导提到,这个系统将以每秒5米的速度将火箭抛向空中,只需大约一秒后,让火箭引擎点火,从空中发射。

之后,这套系统还要帮助火箭调整方向,使其从原来水平的位置侧倾45度,才能发射到距离火星地面400公里高空的轨道上。

届时他们将安排毅力号探测车在不远处用相机记录整个发射过程,让地球人观赏这个激动人心的场景。

如果一切顺利,欧洲太空局制造的飞船将从轨道上接住火星起飞车送来的样品舱,把它送回地球。按照计划,样品最早在30年代初降落于美国犹他州(Utah)的沙漠。

这些设备大约在2026年可以造好并从地球出发,不过很多人估计可能至少要到2028年才能启程。◇

责任编辑:叶紫微

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