这是一段美国迪斯尼公司根据 2004 年美国太空总署的火星探索漫游者计划制作的“勇气号”火星车登陆火星全过程的高清动画模拟视频。
1. 2003 年 6 月 10 日 13:58,美国肯尼迪航天中心的卡耐维拉尔角发射场搭载着“勇气号”火星车发射组件的德尔塔 7925 运载火箭发射升空。火箭在 9 台卡斯特 4A 型助推器的持续加力下飞行了 155 秒后与第一级助推器分离,继续以 4.5 公里每秒的速度向着预定轨道飞行。
2. 火箭升空 4 分钟后进入近地轨道,助推器全部脱落,此时火箭的速度已经达到 7.9 公里每秒的第一宇宙速度。发射升空 5 分钟后,火箭的一级主推系统脱离,二级主推发动机点火,向着 3.6 万公里的地球同步轨道飞行。但这个距离看到的月亮已经完全没有了在地球上看到的样子,此时火箭的飞行速度已经突破了第一宇宙速度。
3. 发射 6 分钟后,隔绝大气摩擦的火箭整流罩分离,火箭以每秒 11.2 公里以上的第二宇宙速度完全摆脱了地球引力,向着深空飞去。升空 8 分钟后二级火箭燃料耗尽,三级火箭通过修正喷口推动火箭转动与二级火箭分离,推动发射组件继续飞行。
4. 发射升空 9 分钟后,三级火箭关闭发动机,飞控计算机启动分离程序,通过拉绳的旋转惯性启动连接器插头的解锁拉杆,发射组件与主火箭彻底分离,以 22 公里每秒的速度独自向 2 亿公里外的火星飞去。
5. 7 个月后到达火星轨道,着陆探测器与环绕器分离,以接近 2 万公里的时速进入火星大气层。虽然火星的大气很稀薄,但在 4 分钟的穿越过程中依然会产生 1300 度的高温。在距离地面 53000 米的位置打开降落伞,着陆器的下降速度降至 320 公里每小时。之后在降落伞的阻力下,着陆器的下降速度进一步降至 48 公里每小时。
6. 降落伞在打开 20 秒后抛掉登陆器的防热罩,释放由拉绳牵引包裹着安全气囊的“勇气号”火星车登陆组件,下降速度减慢至大约 70 米每秒。下降至距离地面 1.6 公里的高度时,气囊在 0.3 秒内完成充气,形成一个直径 5.2 米的保护气囊球。在 98 米的高度后可启动反推发动机,距离地面 21 米处切断拉绳。
7. 安全气囊包裹着陆器,以 14 米每秒的速度撞击火星表面,并反弹到空中约 12 米。安全气囊就以这样的方式包裹着 174 公斤的着陆器,在低于地球引力 62%的火星表面,反复向远处反弹滚动。在滚动的过程中,我们也可以清晰地看到,火星布满碎石的表面,就像地球的戈壁滩一样干旱荒凉。
8. 安全气囊包裹着陆器,经过约 30 次左右的反弹后,在距离撞击点约 1 公里的位置停下。登陆系统在检测到气囊已完全静止后,缓慢释放气囊,打开三块如同花瓣一样的三角形金属板,露出“勇气号”火星车。所有的这些动作流程,都是登录系统依照原本设置好的程序自动完成。
9. 因为“地火”之间天文单位的距离,存在 20 分钟的通讯延迟,人类在地球根本无法对登录器进行实时操控。安全气囊完全打开后,火星车通过预定程序缓慢展开。
10. 太阳能电池板,“勇气号”长 1.6 米宽 2.3 米高 1.5 米,重 174 千克。太阳能电池板完全展开后约 3 平方米,安装了 6 个直径 50 厘米的移动轮。在理想的日照情况下,太阳能电池板提供的电量能够支持它,每天最多可在火星上“狂飙”20 米。
11. 太阳能电池板完全打开后,由特种金属制成的脑袋缓缓抬起,像在火星轨道运行的奥德赛火星探测器,发送登陆成功的信号。6 分钟后地球将收到这段信号。
12. 永汽号火星车,于 2004 年 1 月 4 日,在火星南半球的谷蟹夫陨石坑着陆。在火星严峻的气候条件下,运行了 5 年多的时间,期间经历了两次太阳能电池板蒙尘和一次右前轮失灵。2009 年 5 月,在通过特洛伊沙地时,车轮陷入软土无法动弹。8 个月后,美国航天局宣布对勇气号的解救失败,勇气号从此转为火星表面的静止观测平台。
希望我们的祝融号火星车,能再次被唤醒。