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美全新UFO形飞船问世 6月试飞未来送人上火星

http://www.kexue.com 2014-04-11 13:18:00 新浪科技  发表评论

6月,美宇航局的一艘碟形火星飞船将在夏威夷考艾岛进行首次试飞。这艘飞船采用低密度超音速制动器(LDSD),用于帮助减缓飞船进入稀薄的火星大气层后的速度
6月一艘飞碟将降落夏威夷考艾岛海域

  据美国《新科学家》杂志10日报道,6月,一艘飞碟将降落夏威夷考艾岛海域,正在海滩上享受度假时光的游客可能并不会觉察到它的出现。听起来,这是一部讲述外星人入侵地球的科幻大片中的画面,实际上却是美国宇航局的一项试飞计划。按照计划,宇航局将在6月让他们研制的碟形飞船进行第一次试飞,地点就在考艾岛。在设计上,这艘飞船负责将货物和人员送上火星表面。

  6月的试飞将在美国海军位于考艾岛的太平洋导弹试验场进行,碟形飞船将进入同温层。这艘飞船采用低密度超音速制动器(以下简称LDSD),用于帮助减缓飞船进入稀薄的火星大气层后的速度。宇航局喷气推进实验室的艾伦-陈表示:“降落与坠毁之间的差异就是速度是否减慢。在火星登陆任务中,我们只有两种减速方式,一个是利用制动火箭,一个是利用气动阻力。”喷气推进实验室曾让1公吨重的“好奇”号火星车在2012年成功登陆火星。

  直到最近,宇航局仍利用减速伞和气囊完成绝大多数火星考察任务的自动着陆过程,这些方式起于1976年的“海盗”号任务。随着负载的增加,在火星表面实现软着陆的难度不断加大。为了让体积与汽车相当的“好奇”号顺利着陆,宇航局发明了一种富有创造性的系统,名为“太空起重机”。太空起重机系统采用减速伞和制动火箭驱动的着陆装置相结合的方式,帮助“好奇”号安全着陆。

  “好奇”号将这项技术所能承受的重量推到极限,未来的载人火星任务涉及的重量达到40到100公吨。在进入火星大气层过程中,这一重量导致减速伞无法进行有效减速。火星大气的密度只有地球的1%。此外,火箭制动着陆也在这一重量情况下成为一种不可能,因为火星大气的存在,制动火箭产生的制动力无法抵消湍流对飞船产生的影响。

  LDSD利用类似热气球的减速器和体积达到“好奇”号两倍的巨型减速伞解决这个问题。这种减速器可以部署在囊型飞船的外缘。当飞船以大约3.5马赫的速度飞行时,这一装置可以像夏威夷气鼓鱼一样迅速充气,增加表面积,进而增加空气阻力。空气阻力能够让飞船的速度减至2马赫。此时,直径33.5米的减速伞打开,帮助飞船安全着陆。

  为了在地球上模拟火星的稀薄大气层,夏威夷的研究小组将首先利用高空热气球放飞一个装有LDSD系统的测试用碟形飞行器,高度距太平洋表面大约37公里。进入这一高度后,飞行器与热气球分离,而后点燃火箭,继续爬升到55公里的高度,大约到太空边缘的一半。重返地球过程中,LDSD系统将充气,随后打开减速伞,碟形飞行器最后在开阔海面进行软着陆。

  宇航局计划在夏威夷对LDSD进行3次试飞,任务负责人将对试飞结果进行评估,而后决定下一步的研究工作。除了能够用于实施载人火星任务外,这一系统还能帮助无人飞船在火星山区或者高原安全着陆。这些地区的空气更为稀薄,无法借助空气阻力减缓飞船速度。也就是说,无法利用当前的技术让飞船在这些地区安全着陆。佐治亚理工学院的罗伯特-布莱恩表示:“我个人认为这是一项能够颠覆游戏规则的技术,允许我们将重量相当于1到10辆‘好奇’号的负载送上火星表面。它就像是一座连接人类与火星的桥梁。为了进一步探索火星,我们需要研发一系列新技术,这项技术只是其中之一。”(孝文)

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