NASA新的火星登陆方案 & 我国发布月壤发现
“NASA新的火星登陆方案 & 我国发布月壤发现”
当前的火星着陆方式不支持移民火星
未来,我们将如何登陆火星?迄今为止,成功的火星登陆要么使用巨型充气球,要么使用类似空中起重机的操作,这两种方法都非常酷。但对于未来人类在火星的登陆系统来说,它们都不实用。NASA一直在秘密学习如何将更大的有效载荷降落到火星。
NASA从SpaceX那里获得登陆火星的灵感
《今日宇宙》最近发表了针对NASA首席工程师罗伯特·曼宁Robert Manning的一篇文章,内容是他们喷气推进实验室的火星着陆系统。Manning表示在2007年,NASA还认为人类登陆火星可能真的是不可能的,然而在2013年9月后一切都改变了,他们从SpaceX那里获得了新的灵感。
探测器到达火星的速度超过20000km/h
NASA发现的最大问题是火星的大气层稀薄。一方面火星的大气层不足以让航天器像我们在地球上那样利用大气阻力着陆。另一方面,NASA认为火星的大气层实际上太厚,无法像我们在月球上那样仅使用推进技术着陆。
直到10年前,人们普遍认为必须将航天器的速度减慢到音速以下,然后才能启动发动机进行反向推进。当以星际凌日速度进入火星大气层时,最新一代火星探测器的速度约为每小时20000公里,对于比火星车有效载荷更重的载人航天器来说,速度会更快。在撞向地面之前,减速到1马赫以下在物理上是不可能的。
降落伞减速不可行 & 超音速反向推进无经费验证
NASA曾尝试过使用更大的降落伞或充气减速器等想法,但都不能将速度降到1马赫以下。在2007年时,NASA认为当航天器以超音速飞行时,使用推进系统向后启动发动机实现反向推进的方法不可行。
NASA认为在穿越大气层时向后启动发动机时,会形成一个激波锋面,它会四处移动,可能会重击飞行器,导致其不稳定或造成损坏。NASA一直没有足够资金进行相关的验证。
猎鹰9号实现了稀薄大气下的超音速反推
但SpaceX做到了。为了让猎鹰9号降落在海洋中,火箭需要进行再入燃烧,这会使助推器在超音速阶段的速度减慢。并且猎鹰9号大气层再入燃烧的高度,仍然有少量大气层存在。曼宁和NASA喷气推进团队立即意识到,猎鹰9号的再入燃烧是他们所见过的最接近火星着陆条件的情况。
与SpaceX启动推进下降技术研究
NASA从猎鹰9号超音速反向推进系统学到的是,他们之前的理解都是错的。从2014年开始,NASA和SpaceX结成了为期三年的公私合作伙伴关系,成立了NASA推进下降技术项目。
SpaceX助推器配备了特殊仪器,专门收集进入火星时燃烧部分的数据,这些燃烧部分在火星预期的马赫数和动态压力范围内。此外,还有视觉和红外图像活动、飞行重建和流体动力学分析,所有这些都帮助NASA和SpaceX了解如何登陆火星。
超音速激波形成保护气泡
他们最大的发现是,NASA担心的火箭发动机点火产生的激波锋可能会摧毁飞行器,而激波锋实际上在火箭下方形成了一个保护气泡,以某种方式将航天器与湍流和热量隔离开来。基于这一发现,NASA现在认为,超音速反向推进是让重型设备舱甚至人类登陆火星的唯一方法。
NASA将在下次Starship飞行学习更多内容
当星际飞船飞行器开始重新进入地球大气层时,它的飞行速度超过每小时20000公里,它使用襟翼来引导飞行器。当星际飞船在70到100公里的高度飞行时,和火星着陆的情景很接近。NASA将再次利用这个机会来学习。
Starship的下一次飞行将恢复夜间再入大气层和着陆,其中一个重要原因是NASA希望使用安装在喷气式飞机上的热成像摄像机跟踪星际飞船的下降过程,为未来火星登录积累数据、储备知识。
NASA与旅行者1号重新取得联系
进入太阳系外的深空,NASA与旅行者1号重新取得了联系。它依然完好无损,在去年10月发生断电事件后,与探测器的通信刚刚恢复。旅行者1号现已服役47年,距离地球250亿公里。由于衰变钚的能量供应即将耗尽,只有4台仪器仍在运行,而且所有仪器的工作温度都低于最初的设计温度。
因此当工程师命令旅行者1号打开其中一个加热器为仪器预热时,由于电量过低,安全装置被触发。当能量水平过低时,航天器的故障保护系统会自动关闭非必要系统。但问题是,所有非必要系统早已关闭,因此故障保护系统自行关闭了主x波段发射器,并启动了功率较低的s波段发射器。
但由于旅行者1号距离地球太远,s 波段天线上的传输无法被NASA的深空网络接收到,这意味着航海者1号实际上已经陷入沉寂。
剩余4个仪器工作,预计还能坚持3年
直到 NASA在11月下旬重新启动了x波段通信。现在,该航天器再次从其剩余的四个仪器发回数据,即低能带电粒子设备、宇宙射线望远镜、三轴通量门磁力仪和等离子波设备。恢复通讯后,基于现有状态NASA仍然乐观地认为,这两个探测器将坚持足够长的时间以庆祝它们的50周年纪念日器。
我国发布嫦娥六号月壤研究的初步结果
最近,我国已经开始分析最近嫦娥六号在月球背面收集的样本,这些样本已经对月球火山历史有了新的认识。根据11月发表的一项新研究,早在28亿年前,月球背面就有火山活跃喷发。这很有意思,因为月球背面的火山活动证据明显少于正面。目前仍然不确定其中的原因 。
月球背面在28亿年前就有火山喷发