美国宇航局的补给任务将科学实验带到空间站——抛物线

为什么美国宇航局试图在火星上坠毁

JPL 的 SHIELD 团队成员 Velibor Ćormarković 说,研究该过程的方法让工程师们怀疑这个总体想法是否可逆。

“如果你想在地球上降落一些坚硬的东西,为什么不能反过来为火星呢?” 他说。 “如果我们能在火星上硬着陆,我们知道神盾局可以在大气层更密集的行星或卫星上工作。”

为了测试该理论,工程师需要证明 SHIELD 可以在着陆期间保护敏感电子设备。 该团队在 JPL 使用落塔来测试 Perseverance 的样品管在硬地着陆时如何支撑。 它高近 90 英尺(27 米),有一个巨大的吊索——称为弓形发射系统——可以以与火星着陆时相同的速度将物体抛入表面。

Ćormarković 之前曾在汽车行业工作,测试带有碰撞假人的汽车。 在其中一些测试中,汽车骑在加速到高速并撞到墙壁或可变形障碍物的雪橇上。 有多种方法可以加速雪橇,包括使用类似于弓形发射系统的吊索。

“我们为 SHIELD 所做的测试有点像雪橇测试的垂直版本,”Ćormarkovic 说。 “但不是一堵墙,而是突然停止是由于对地面的影响。”

粉碎成功

8 月 12 日,团队带着 SHIELD 的可折叠衰减器的全尺寸原型聚集在落塔处——一个可吸收冲击的倒金字塔形金属环。 他们将衰减器挂在抓钩上,并插入智能手机、收音机和加速度计,以模拟航天器将携带的电子设备。

炎炎夏日,他们满头大汗,看着神盾局缓缓升上塔顶。

“听到倒计时让我起鸡皮疙瘩,”JPL 的另一位 SHIELD 项目成员 Nathan Barba 说。 “整个团队都很高兴看到原型中的物体是否能在撞击中幸存下来。”

仅仅两秒钟,等待就结束了:弓形发射器以大约每小时 110 英里(每小时 177 公里)的速度将 SHIELD 撞击到地面。 这是火星着陆器在进入火星大气层时的初始速度为每小时 14,500 英里(每小时 23,335 公里)被大气阻力减慢后到达表面附近的速度。

之前的 SHIELD 测试使用泥土“着陆区”,但在这次测试中,该团队在地面上放置了一块 2 英寸(5 厘米)厚的钢板,以创造比航天器在火星上所经历的更难着陆的情况。 机载加速度计后来显示 SHIELD 受到了大约 100 万牛顿的力——相当于 112 吨撞击它。

测试的高速摄像机镜头显示 SHIELD 以很小的角度撞击,然后在翻转之前弹到空中约 3.5 英尺(1 米)。 该团队怀疑是钢板引起了弹跳,因为在早期的测试中没有发生弹跳。

在打开原型并取回模拟的电子有效载荷后,团队发现机载设备——甚至是智能手机——都幸免于难。

“唯一损坏的硬件是一些我们并不担心的塑料部件,”Giersch 说。 “总的来说,这次测试是成功的!”

下一步? 在 2023 年设计着陆器的其余部分,看看他们的概念能走多远。

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