[科普中国]-火星探测漫游车探测器

研发背景

2003年夏季，美国国家航空航天局发射了双胞胎的火星漫游车，并于2004年在火星表面开始运行。2003年6月10日，德尔它Ⅱ型火箭搭载“精神号”飞向火星，并于2004年1月4日成功着陆。2003年7月7日，德尔它Ⅱ型火箭在卡纳维拉尔角空军基地搭载“机遇号”升入太空，并于2004年1月25日在火星成功着陆。这两个登陆器都是在“火星探路者”任务执行阶段，在气囊的帮助下弹跳滚动而成功着陆的。

在到达火星表面之后，漫游车着陆并在火星表面不同的地区开始了它的探测任务。“灵魂号”在古瑟夫陨石坑着陆，大概是火星赤道南纬150的地方。美国国家航空航天局的任务策划员们选定了古瑟夫陨石坑，因为那里出现了火山口湖沉积矿。“机遇号”(MER-B)在子午圈地区登陆，子午圈地区是火星上的一个地区，也叫赤铁矿地区，因为这个位置展现出了纹理粗糙的赤铁矿，它是一种富含铁的矿石，是典型的形成在水中的物质。2006年底，这两个漫游车继续运行并在火星表面移动，超过了最初设计的90天的使用寿命。

2006年10月初，美国国家航空航天局的长寿机器人漫游车“机遇号”开始探测环绕火星维克特瑞陨石坑的悬崖中的分层岩石。当“机遇号”在陨石坑工作了第一个星期时，“火星勘测人造卫星”(MRO)——美国国家航空航天局在火星天空的一只最新的眼睛——拍摄了这个勤劳的漫游车和从上方看到的周围环境。美国国家航空航天局的任务操控员们通过“火星勘测人造卫星”的高清晰图像来帮助他们控制在维克特瑞陨石坑探测的“机遇号”漫游车。更有效的行星探测就是联合人造卫星和登陆器，漫游车飞行器，两个机器人系统的有效和及时的数据汇总成为更有效的行星探测的典范。维克特瑞陨石坑内壁的似悬崖部分中暴露出了一些地理分层，是火星环境历史的记录。这个火星环境历史记录比起漫游车在小陨石坑中研究出的历史时期要更长一些。

由于小型漫游车“火星探路者”移动性能更强，这些强大的新机器人探测器每火星日在火星表面成功地移动了330英尺(100米)。每个漫游车都配有一套精密的仪器，帮助它搜寻远古时期火星表面存在过液态水的迹象。“精神号”和“机遇号”已经探测了火星表面的很多不同地区。登陆后，漫游车立刻开始对这个特殊的登陆点进行勘探，拍摄全景(3600)可视(彩色)红外线图像。然后，通过漫游车每天传输的图像和光谱，美国国家航空航天局的科学家们在喷气推进实验室利用通讯和遥控来监控整个科研过程。在人类断断续续的指导下，这对机械探测器像机器人探测员一样运作起来——查看特殊的岩石和土壤，并在微观标准下评估其成分和结构。在登陆火星两个月后，“机遇号”发现了一些迹象，证明远古火星的地理环境是潮湿的。2

成果探测器采用了“火星探路者”已验证的气囊缓冲技术在火星表面着陆 其中“勇气"漫游"车于2004年1月4日在火星北半球的陨石坑区域着陆，该区域点具有河床特征，有利于寻找水的踪迹 “机遇”漫游车于1月25日枉火星南半球着陆。该区域具有赤铁矿特征．易在有水的情况下形成2辆漫游车的着陆位置相距约9600km，分布于火星的相反两侧。

2辆漫游车对火星表面进行了科学探测，拍摄大量火星图像．向地球传送回了大量数据，漫游车的设汁寿命为90天，实际在火星表面工作时问均超过6年。2010年3月，“勇气”漫游车因其太阳电池阵功率衰退严重，与地面中断联系，目前。“机遇”漫游车仍在火星表面进行探测。1

性能参数探测器的飞行系统包括巡航级，EDL系统，着陆平台以及漫游车4个部分。巡航级在行星转移飞行期间，为系统提供推进、姿控、电源、通信、热控等功能。推进系统包括2组单元肼推力器，每组包括4个4.4N推力器在地球附近时，太阳翼峰值功率为600W；在火星附近时为300W通信系统包括2副x频段高增益天线、1副中增益天线、1副低增益天线和1路小型深空转发器。

EDL系统由气动外壳热防护罩、后盖和降落伞组成气动外壳为直径2．65m的70°钝锥体。着陆平台为四面体构型，内部装有漫游车和落地辅助装置气囊系统包括4个气囊，每个气囊为6瓣叶形四面体，相互搭连到着陆平台的外表面上 存距离火星表面8．6km处，降落伞展开，20s后抛掉热防护罩；在高度284m处。

气囊充气膨胀到6．89kPa；在高度134m处辅助制动火箭点火；探测器接触火星表面后经气囊缓冲，弹跳翻滚至距接触点1 km处停稳。

2辆漫游车的结构和功能基本相同，都继承了“索杰纳”漫游车的六轮摇臂悬架底盘结构。太阳电池阵呈后掠翼形。面积约1．3m2。设备舱板上安装有分节桅杆，可提升全景相机、导航相机的高度，漫游车核心结构采用了“索杰纳”漫游车曾采用的复合蜂窝板．内部装有“电子暖箱”，可为内部的电子装置保温。1