美国火星表面探测使命述评（下）

从1975年8月发射（1976年7月着陆火星）的海盗-1探测器以来,美国已成功执行了6次火星表面探测使命,即海盗-1与海盗-2轨道器/着陆器,＂火星探路者＂（MPF）着陆器/巡游车,＂勇气＂与＂机遇＂火星探测巡游车（MER）,以及＂凤凰＂着陆器;而推迟到2011年发射的火星科学实验室（MSL）将火星着陆技术与表面巡游车技术推向一个新的高度。从＂海盗＂着陆器到MSL＂好奇心＂巡游车、美国历经三种火星着陆系统与三代火星表面巡游车技术的发展。三种着陆系统为着陆腿着陆系统（＂海盗＂与＂凤凰＂）,气囊着陆系统（MPF与MER）,以及空中吊机着陆系统（MSL）。三代巡游车为MPF＂旅居者＂巡游车、MER＂勇气＂与＂机遇＂巡游车,以及MSL＂好奇心＂巡游车。现在,美国在火星进入、降落与着陆（EDL）运作与表面避障移动方面,已达到技术成熟与先进的水平,满足安全着陆与表面移动探测的要求。文章阐述美国上述七项火星表面探测使命的立项背景、科学目标与有效载荷、飞行系统组成,以及飞行运作程序;分析美国火星着陆技术与表面巡游车技术的发展。     

美国火星表面探测使命述评（上）

从1975年发射（1976年着陆火星）的海盗-1探测器以来,美国已成功执行了6次火星表面探测使命,即海盗-1与海盗-2轨道器/着陆器,＂火星探路者＂（MPF）着陆器/巡游车,＂勇气＂与＂机遇＂火星探测巡游车（MER）,以及＂凤凰＂着陆器;而推迟到2011年发射的＂好奇心＂火星科学实验室（MSL）将火星着陆技术与表面巡游车技术推向一个新的高度。从＂海盗＂着陆器到＂好奇心＂巡游车、美国历经三种火星着陆系统与三代火星表面巡游车技术的发展。三种着陆系统为着陆腿着陆系统（＂海盗＂与＂凤凰＂）,气囊着陆系统（MPF与MER）,以及空中吊机着陆系统（MSL）。三代巡游车为MPF＂旅居者＂巡游车、MER＂勇气＂与＂机遇＂巡游车,以及MSL＂好奇心＂巡游车。现在,美国在火星进入、降落与着陆（EDL）运作与表面避障移动方面,已达到技术成熟与先进的水平,满足安全着陆与表面移动探测的要求。文章阐述美国上述七项火星表面探测使命的立项背景、科学目标与有效载荷、飞行系统组成,以及飞行运作程序;分析美国火星着陆技术与表面巡游车技术的发展。     

美确定火星上3个最可能存在生命的地点

2008年9月下旬,在美国举行的“火星科学实验室”（MSL）第3次研讨会上,150名科学家依据来自“火星勘测轨道器”（MRO）的最新数据,投票表决他们认为能够在火星上找到生命的最佳登陆地点,这一表决结果将直接决定2010年10月发射的火星探测车的着陆点。     

“火星科学实验室”主要技术突破分析

北京时间8月6日13时31分,NASA新一代火星探测器“火星科学实验室”（MSL）经过8．5个月的飞行,成功在火星表面着陆,并传回第一组火星照片。作为迄今为止最庞大、最复杂、最先进、最昂贵的火星探测器,“火星科学实验室”不仅将使人类对火星的认识发生革命性变化,而且将为美国本世纪实现载人登陆火星计划验证关键的支撑技术。本文着重分析“火星科学实验室”取得的主要技术突破及其对美国载人航天发展战略的影响。     

好奇号降临火星

经过约5.7亿千米的长途跋涉,美国东部时间2012年8月6日凌晨1：31（北京时间13：31）,美国于2011年11月25日发射的“火星科学实验室”所携带的好奇号火星车在火星盖尔陨坑中心山丘的山脚下着陆。其主要任务是分析盖尔陨坑的土壤和岩石,探索火星过去或现在是否存在适宜生命生存的环境,可展开为期一个火星年（约687个地球日）的探测。 继续寻找火星生命迹象 总投资达25＇f7_,美元的“火星科学实验室”是迄今最昂贵的火星探测项目,由美国航宇局喷气推进实验室负责管理,波音和洛马公司为主承包商。它是美国火星生命计划的一部分,将挖掘火星土壤、钻取火星岩石粉末,对岩石样本进行分析,探测火星过去或现在是否具有支持微生物生存的环境,从而确定火星是否具有可居住性。为了描述火星的气候特征和地形特征,确定火星上是否有过生命,为载人火星探测做准备,“火星科学实验室”的具体科学探测目标是：了解生物学效应的特点;研究火星岩石和土壤形成和变化的过程;探索火星大气长时间以来的演变过程;确定目前火星上水和二氧化碳的状态、分布和循环情况,以及有机碳复合物的特性和储量;勘测火星表面的化学、同位素、矿物质复合物和火星近表面的地质情况;分析火星表面辐射的光谱特征,包括宇宙银河射线、太阳质子效应和次级中子等;掌握构建生命的物质的含量,如碳、氢、氮、氧、磷和硫。好奇号面临最大的挑战之一就是如何保护火星不受污染。其主要任务是探索火星的过去或现在是否可以作为生命的“避难所”。这就意味着探测器一定不能带有任何的地球病菌和微生物。     

美俄商讨新的火星飞行计划

美俄商讨新的火星飞行计划俄罗斯和美国的火星任务计划者们于今年６月份在美国加州的喷气推进实验室（ＪＰＬ）开会商讨美俄如何在多国空间探索计划中更好地进行合作，该项合作计划可能称作“火星联合”。这一新的计划是由于俄罗斯推迟了原定的“火星９４”和“火星９６’...     

踏平坎坷不辍探索美将再次发射火星车

由于运行位置的原因，人类发射火星探测器要‘相机行事”。适时发射可以使探测器在飞往火星时既省时，又省力。这样的机会一般每两年多才出现一次。为了加紧探索火星，美国几年前设立了火星勘测者计划，准备每遇一次机会就发射两颗探测器。1996年发射的头两颗探测器——火星探路者和火星全球勘测者（MGS）均顺利抵达目的地。1998年底和1999年初，美又相继发射了火星气候轨道器（MCO）和火星极区着陆器（MP）（统称火星勘测者1998），但这两颗探测器却在最后入轨和着陆的关头相继失踪，引起广人们对美国火星探索计划的强烈批评。在这种情…     

火星迎来新访客

美国东部时间9月21日晚7点24分,美国国家航宇局（NASA）“火星大气与挥发物演化任务探测器”（MAVEN）成功进入火星轨道,将研究火星高层大气。另外,MAVEN进入轨道后两天,印度首个火星探测器“曼加里安”号也进入了火星轨道并发回火星照片。     

火星精确着陆制导问题分析与展望

美国火星科学实验室(MSL)任务成功将“好奇”号火星车着陆到火星表面,开创了火星精确着陆探测的新局面。以MSL着陆任务为典型代表,分析了目前火星着陆探测进入、下降和着陆（Entry, Descent and Landing, EDL）过程的制导方案及制导系统的发展趋势。以在火星高海拔、复杂地形区域定点着陆为潜在工程目标,归纳了火星EDL过程面临的制导主要问题。根据未来制导系统自主性和自适应性的技术需求及潜在工程任务制导面临的问题,提出了火星EDL制导方面需要解决的关键技术,并对其在未来工程中的应用潜力进行了展望。     

火星全球勘测者进入火星轨道

火星全球勘测者进入火星轨道美国航宇局的火星全球勘测者（ＭＧＳ）探测器已在９月１１日减速进入火星轨道，现已开始利用火星大气进一步减速，以进入最终测绘轨道。这是１９８９年１月前苏联的火卫一２进入火星轨道后，人类送到火星的第一个轨道器。火卫一２在入轨２个月...     

发射短讯

美国的“火星科学实验室”升空 据美国国家航空航天局网站2011年11月26日报道,北京时间2011年11月26日,在美国卡纳维拉尔角空军地面站,用宇宙神-5火箭成功发射了美国的“火星科学实验室”（MSL）,它是NASA旗舰级的行星探测项目,其上装载了一辆汽车大小的火星漫游车——好奇心号（见封二）。“火星科学实验室”项目肩负探究火星多项关键问题的任务,将率先使用精确着陆技术,通过空中起重机把好奇心号放置在“盖尔”环形山附近。好奇心号抵达火星的时间预计是2012年8月6日。     

火星的岩石地貌

火星的大气层是否发生过变化？ 40亿年前,火星的大气层比现在厚。从火星的地貌判断,那些类似河床的遗迹（如右图所示）证明火星上曾有河流。2004年,美国航宇局发射了两个火星漫游车＂勇气＂号和＂机遇＂号。这两个＂双胞胎＂火星车分别着陆火星,并在火星表面旅行和拍照,勘测了大量的火星岩石和土壤化学成分,找到了火星大气层变化的证据。     

印度火星探测器抢得亚洲第一

2014年9月24日,经过10个月的旅程,印度“曼加里安”火星探测轨道器（MOM）抵达火星轨道并成功进入近地点421．7千米、远地点76993．6千米和轨道倾角150度的环火星轨道,上面的彩色相机（MCC）很快将拍摄的第一幅火星照片传回地球。印度一举成为亚洲第一个成功实施火星探测的国家。     

火星进入、下降与着陆技术的新进展——以“火星科学实验室”为例

文章以"火星科学实验室"为例,对火星进入、下降和着陆(EDL)技术的新进展进行了分析和总结。首先,简要介绍了"火星科学实验室"任务需求和遇到的技术挑战;然后,详细说明了相应的对策以及具体技术方案,并针对当前所遇到的问题,列举了一些可能的解决方法;最后,对"火星科学实验室"发展的新技术、新方法进行了总结。     

“宇宙神”-5运载火箭进入发射前的起竖吊装阶段

2013年10月11日,联合发射同盟（ULA）开始着手起竖吊装用于执行NASA的火星大气与挥发演化（MAVEN）探测器发射任务的“宇宙神”-5运载火箭。该火箭将于2013年11月执行发射任务,发射后,MAVEN火星探测器将历经10个月的飞行时间进入绕火星轨道,以破译火星这个红色星球空气越来越稀薄的原因。     

美新火星车可能推迟发射

因大气进入防热罩设计上的问题,美国定于2009年发射的“火星科学实验室”（MSL）漫游车可能推迟发射。该项任务费用已达18亿美元,超出原先预算1.65亿美元,而新防护罩将需再花3000万美元。该探测器采用新式着陆技术,并由小型核反应堆供电,使其能在火星表面上更快地行进和携带更大的有效载荷。     

美国“火星科学实验室”揭开神秘面纱

2009年5月3日,美国下一代核动力火星探测器——“火星科学实验室”的1：1模型首次公开亮相。“火星科学实验室”计划耗资超过20亿美元,预计2012年夏季登陆火星。“火星科学实验室”的体积和重量远超先前的“机遇号”和“凤凰号”,它在火星上的存活时间更长,活动范围更广,性能也更先进。一旦发射成功,将成为有史以来进入外太空的最大科研装置。它的主要使命是寻找火星上过去和现在是否存在微生物等。     

NASA发射大型火星漫游车

2011年11月26日,NASA采用宇宙神5-541型火箭在卡纳维拉尔角空军站发射了其好奇号火星漫游车。发射曾因要更换火箭飞行终止系统的蓄电池而推迟一天。好奇号的正式任务名称是＂火星科学实验室＂（MSL）,     

欧洲探测器发现火星上曾有一片汪洋

据英国《每日邮报））2012年2月7日报道,欧洲航天局的“火星快车”（Mars Express）探测器借助最新雷达,发现了存在于火星北部平原上的低密度物质（可能富含冰）,这表明火星上曾有一片汪洋。     

2020年再游火星

美国航宇局（NASA）研制的三辆火星漫游车已经在火星上各自跑了不少路,于2012年登陆火星的“好奇”号至今仍在运行。虽然载人登火星依然遥遥无期,但NASA决心不断发射探测器到火星上,以延续技术发展,为载人登火星积累经验和知识。根据计划,NASA的下一代火星漫游车将在2020年发射,称为“火星2020”,它将携带“一组精心选择的设备”前往火星。