美国火星车失联的7分钟,高清视频传回来了

贾浩楠发自凹非寺

量子位报道公众号 QbitAI

黄沙漫天、烟尘滚滚,美国火星车“毅力号”传回了恐怖 7 分钟视频:

何谓“恐怖”7 分钟?

这是火星登陆最后,也是最危险阶段,其间,航天器完全失去任何通信手段,只能靠自主控制完成着陆动作。

之前 NASA 的几次火星探测任务中,只获得过分辨率有限的图像或短视频。

而毅力号传回的视频,是人类首次记录下高清的火星探测器第一人称视角的着陆实况,总量高达 30GB。

而 NASA 公布的内容,也让我们更直观的了解 3 个月后,“天问一号”即将经历的一切。

你是个成熟的火星车了…

成熟的火星车,要学会自己完成着陆。

从进入火星大气开始,直到完成着陆的 7 分钟,毅力号无法与外界通信。

而就在这 7 分钟“黑障”内,毅力号要通过自主控制,将速度从将近 7000m/s,下降到0,而且还要稳稳当当落在火星表面。

在 NASA 公布的视频中,开头就是打开降落伞的画面:

(降落伞图案暗藏玄机,文末揭晓!)

紧接着,隔热护罩被弹出,在视频中,可以看到用来弹射护罩的一个弹簧已经折断,但这并没有影响整个过程:

之后,摄像机捕捉到的,就是赤红且荒凉的火星地表。

在这个过程中,登陆器不断减速,摄像机不断拍摄地表情况,并将数据传回火星车处理器,选择具体较为合适的降落点。

达到一定高速和速度后,降落伞会脱离,由“喷气背包”接替,完成我们前几天介绍过的“倒挂式”减速着陆:

最后,在离地表约 70 英尺的地方,反推器将火星车车本身吊出着陆器,并将其“轻放”在地面上:

然后飞走自行坠毁:

NASA 放出的视频中,配有实时解说,但是要清楚,火星距离地球很远,即使是‍光,最快也得走十分钟左右。

所以,NASA 工作人员看到的也不是真正的“直播”,而是着陆已经成功十几分钟后传回的画面。

这七分钟,恐怖在哪?

毅力号一气呵成,但是,这次任务之前,NASA 曾直言“恐怖 7 分钟”的任务成功率只有 40%。

到底难在哪?

“恐怖 7 分钟”,从火星车脱离航天器,进入火星大气层开始算起,直到完成着陆动作,稳稳当当地停在火星地表。

(动图为 NASA 动画演示,非实况录像)

任何登录火星的飞行器,都必须要面对这一道难关。

相比地球而言,火星稀薄的大气构成,反倒让设备的减速和姿态控制更加难。

而在下降过程中,隔热层与大气摩擦产生的超高温表面,会形成一层等离子团。

等离子团会屏蔽掉信号,这就使得控制中心无法直接操作飞船,只能依靠自动。

这种处于“屏蔽信号”的状态被称为“黑障”状态,而飞船所经过的这个区域也被称为黑障区。

而且,火星里地球距离较远,一般数据信号传输最快也需十几分钟。

所以火星车一旦进入大气层,一切都得“靠自己”。

直到安全着陆,重新和 NASA 布设在火星轨道的中继卫星建立通信联系。

在这 7 分钟内,当防热措施、降落伞、气囊和缓冲火箭等能否按程序工作,都是着陆成功与否的关键,稍有差错任务就会失败。

之前,有很多飞船千里迢迢几亿公里来到火星,然后最后在降落时失败了。

火星也因此拥有了一个名号:探测器坟场

这么艰难的挑战,计划在 3 个月后同样在火星着陆的中国火星探测器“天问一号”,现在怎么样了?

我们的“天问一号”,准备好了吗?

首先要先回答一个问题,为什么“天问一号”先到火星,登陆时间却比美国的毅力号晚三个月?

实际上,天问一号除了在火星上留下自己的脚印,还有另外一个重要任务。

那就是用三个月时间,进行火星表面地图扫描绘制,包括记录火表的大气、磁场、信风、温差等数据。

这一切都会为天问一号后续任务,和今后中国的所有火星探测任务积累重要数据。

对于美国来说,开展火星探测较早,这些路都走过一遍,所以毅力号选择直接“一头扎向”火星表面。

目前,天问一号已经于 2 月 10 号入轨,并计划于 5 月左右,实施火星车登陆任务。

与毅力号直接进行“空中吊车”着陆的方式不同,天问一号将采用动力下降进行着陆的方式,即火箭反推悬停降落技术。

就是说,反推火箭会一直工作,直到着陆器降落到火星表面。

相比于着陆器本身,这项技术需要的燃料罐和反推火箭体积更大,传感系统也都装在着陆器底部。

由于燃料罐和反推火箭没有办法在着陆前完成脱离,因此,需要着陆腿增大跨距,以提高着陆安全性。

同样,天问一号也将接受“恐怖 7 分钟”的考验。

天问一号携带的火星车,采用太阳能供电,设计寿命 90 天。

如果最终这辆火星车成功着陆并运行,将成为人类史上首个一次性完成“绕、落、巡”的火星探测器。

期待它在 5 月份的表现。

最后,来揭晓毅力号降落伞上的“玄机”。

推特网友@FrenchTech_paf 指出:降落伞内部四个同心环的上的红白图案可以解读成一段二进制信息,按照 10 比特一组进行解读,进行一定的排序后,可以得到三个词 :

Dare Mighty Things,可以翻译成“挑战伟大”。

而在 NASA 工作的 Paul Ramirez 又补充道,降落伞最外面一圈的的图案也有说法,这是一个 GPS 坐标:

北纬 34 度 11 分 58 秒  西经 118 度 10 分 31 秒。

这是位于美国 Pasadena 的喷气推进实验室的坐标。

这就是理工科的浪漫吧~

NASA“恐怖 7 分钟”视频地址:

https://www.youtube.com/watch?v=GUqsH5y1j1M

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