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认识“勇气”与“机遇”
央视国际 2003年12月30日 19:13
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图3 巡航级 |
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图2 三级火箭点火 |
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图1 发射级 |
“勇气”号和“机遇”号本来称为“火星探测巡游车A”和“火星探测巡游车B”，它们的任务是寻找火星远古时期液态水存在的证据。2003年NASA征集关于两个漫游车的命名方案，从征集到的近10000个方案中，选中了9岁小姑娘索菲.考利斯的提案，于是这对孪生兄弟就有了“勇气”和“机遇”这两个名字。
索菲出生于俄罗斯的西伯利亚，出生后就生活在孤儿院里，在2岁时被劳里.考利斯领养并带到美国，她有一个飞天的梦想。如今她的梦想虽然尚未实现，但是由她命名的探测器已经踏上了飞向火星的路程。的确，探测火星是需要勇气的，而成功与否也依赖于机遇。
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图6 着陆器花瓣打开 |
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图5 减速火箭点火 |
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图4 降落伞打开 |
“勇气”号和“机遇”号由DELT-II火箭发射入轨，DELT-II由三级火箭组成。从地面发射后，其构型如图1所示；第三级火箭分离后，进入巡航阶段，此时的探测器称为巡航级（见图3）。在巡航过程中，探测器以2转/分钟的速率旋转，达到自旋稳定，同时使携带的星扫描仪能够扫描恒星，为探测器提供姿态参考基准。
此外，巡航期间要进行3次轨道修正，以消除导航误差和外部干扰造成的轨道偏离。到达预定的近火星轨道后，巡航级与着陆器分离，大约在距火星表面约120km的高度，着陆器以8000m/s左右的速度再入火星大气层;当高度降低到6-10kg时，着陆器的降落伞打开（见图4），着陆器以360-450m/s的速度继续下降;当高度下降到5-9km时，着陆器的防护罩分离，此时着陆器的速度是95-130m/s; 当距火星表面高度约300m时，着陆器的气囊开始充气，着陆器以52-64m/s的速度下降; 当距火星表面高度约为50-70m时，减速火箭点火（见图5），最后着陆器以0-25m/s的速度接触火星表面。着陆后着陆器弹起12次左右，并滚动约1km的距离。当着陆器静止后，气囊泄气并收回，着陆器外壳的三个花瓣打开（见图6），暴露出巡游车。
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图8 机械臂及岩石研磨工具 |
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图7 火星探测巡游车 |
此后巡游车的全景摄像机将对着陆点附近360度范围内的景象进行彩色可见光和红外摄像，然后驶离着陆位置，开始执行探测任务，此后着陆器不再有任何用处。整个探测器质量为1063kg,其中巡游车质量为185kg，着陆器质量为384kg,其它为整流罩、巡航级、降落伞的质量及50kg的推进剂。
巡游车（见图7）从结构上可分为车体、仪器设备箱、车轮及悬挂系统、视觉系统、机械臂及取样分析仪器（见图8）、通讯系统、导航系统、成像设备、温控系统等部分。巡游车有6个车轮，每个车轮有独立的驱动装置和悬挂系统，可以进行360度的转动，以利于避障和转弯。巡游车有6块太阳电池帆板，是车上的主要能源来源，此外还有两个蓄电池，8个放射性同位素热发生器，为夜间供电之用。
（北京航空航天大学：徐世杰）
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