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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。