8月6日，美國“好奇”號火星車在火星蓋爾隕石坑中心山脈的山腳下成功著陸�！昂闷妗碧栱椖渴瞧�今最昂貴的火星探測活動，旨在探索火星過去及現(xiàn)在是否有適宜生命存在的環(huán)境。8月29日，美國宇航局宣布，“好奇”號已從“布雷德伯里著陸點”附近出發(fā)，正式開始向400米外的首個科研目的地前進(jìn)。西門子負(fù)責(zé)“好奇”號軟件設(shè)計任務(wù)。近日，在美國宇航局授權(quán)之下，西門子大中華區(qū)售前技術(shù)總監(jiān)方志剛揭開了有關(guān)“好奇”號的一些秘密。

　　■ 揭秘1

　　“好奇”號速度如何從每小時2萬公里降至零?

　　降落傘起重機助減速

　　整個“好奇”號火星車系統(tǒng)重達(dá)3893公斤，其中，探測器(又稱“好奇”號火星車)重達(dá)899公斤，堪稱是有史以來最大的探測器。它無法像其他更小的探測器一樣憑借氣囊登陸。

　　所有技術(shù)難點都集中在火星車系統(tǒng)穿越火星大氣層到登陸火星的7分鐘。這個登陸過程被工程師們稱作“7分鐘驚魂”。在這7分鐘內(nèi)，所有設(shè)備和程序必須有精確的順序、編程和設(shè)計。一切都由計算機獨立完成。

　　火星大氣層比地球要薄100倍，火星車系統(tǒng)穿過這層薄薄的大氣時，必須將速度從每小時2萬公里降至零。要實現(xiàn)足夠的減速，就必須采取特殊措施。

　　為此，工程師們打造出迄今為止體積最大，強度最高的超音速降落傘。該降落傘本身只有45公斤重，但卻承受了近3萬公斤的力。降落傘在距離火星表面11公里時打開，瞬間為火星車系統(tǒng)提供了9倍重力的加速度減速。

　　與此同時，降落傘上的雷達(dá)必須在適當(dāng)時機測量到登陸所需的適當(dāng)高度和速度。然而，為抵擋接近太陽熱度而設(shè)的防熱罩卻像一個巨大的鏡頭蓋遮蓋了導(dǎo)航雷達(dá)的視野，因此，必須將防熱罩脫離。

　　即使有了龐大的降落傘，火星車系統(tǒng)也只能將速度減至每小時300多公里。為了進(jìn)一步減速，工程師們發(fā)出指令，迫使降落傘脫離，并啟動減速火箭。

　　倘若在太靠近火星地面的高度啟動減速火箭，則肯定會揚起大量煙塵，損害火星車系統(tǒng)。為此，工程師們設(shè)計了“前所未有”的新設(shè)備：空中起重機。

　　方志剛介紹說，空中起重機是整套系統(tǒng)中最具創(chuàng)意、最精彩的部分�？罩衅鹬貦C用一根6米長的纜繩吊著“好奇”號火星車，懸停在約離地面20米處，隨后將“好奇”號火星車輕輕地放在火星上，然后切斷纜繩，迅速飛走，以免砸到火星車。

　　■ 揭秘2

　　如何保證“好奇”號各部件協(xié)同工作?

　　計算機代碼“顯身手”

　　整個“好奇”號火星車系統(tǒng)含有六大部件。它們需要協(xié)同整合。在全部自動化過程中，不能出現(xiàn)一絲差錯，對于失誤完全是“零容忍”。即使“好奇”號火星車成功留在了火星上，但其帶有的復(fù)雜機械臂等設(shè)備，在接下來兩年的工作中，得保持完美協(xié)作，避免相互碰撞。

　　整個系統(tǒng)的整合，一共使用了50萬行計算機代碼，令其可以在極端的火星環(huán)境下全自動地進(jìn)行工作。

　　之前的火星探測計劃僅有40%獲得成功。美國宇航局第一輛登陸火星的探測器，登陸后10分鐘便失去了同地球的聯(lián)系。

　　為了最后在火星上的實戰(zhàn)成功，工程師們得讓“好奇”號在地球上進(jìn)行多次模擬演練。不過，由于地球上有重力，與火星的輻射程度也不同，這使得地球上無法完全重現(xiàn)火星環(huán)境。由此，只能以3D仿真模擬火星的重力場、太陽輻射等環(huán)境因素。

　　西門子工業(yè)自動化事業(yè)部航天、國防與海洋業(yè)務(wù)總經(jīng)理蒂姆·尼古拉斯對媒體表示，雖然“好奇”號火星車登陸火星僅僅用了不到幾分鐘的時間，但美國宇航局從10年前就開始計劃這一刻。

　　■ 揭秘3

　　如何測火星車行駛距離?

　　輪胎借用莫爾斯密碼

　　據(jù)美國宇航局工程師透露，“好奇”號火星車車輪軌跡上，帶有一種特殊的莫爾斯密碼。

　　8月22日，六輪驅(qū)動的“好奇”號火星車開始了其登陸火星表面兩周后的第一次試行駛。借助來自地球的指揮，“好奇”號火星車先向前行駛了4.5米，接著右轉(zhuǎn)，隨后后退了2.5米，保持在登陸地點偏左的位置。

　　噴氣推進(jìn)實驗室的設(shè)計者馬修·海維利向媒體介紹稱，行駛軌道大致呈圓圈狀。這個軌道有著一定的模式，可以轉(zhuǎn)化為特定的編碼顯示，翻譯成英文后，它是負(fù)責(zé)火星車的噴氣推進(jìn)實驗室的名字縮寫。

　　據(jù)介紹，這個轉(zhuǎn)化過程，借助了地球上常用的莫爾斯編碼方式。工程師有意在火星車的輪胎上安裝一些小孔，這就使得最終輪胎在火星表面留下獨特的花紋標(biāo)記。它相當(dāng)于汽車的里程計，可在火星表面缺乏明顯地標(biāo)的情況下，令火星車可以觀察輪胎軌跡，測量行駛距離。

　　■ 揭秘4

　　“好奇”號上全是高精尖設(shè)備嗎?

　　紀(jì)念幣用來校準(zhǔn)攝像頭

　　“好奇”號上，雖然帶有大量最前沿的高精尖設(shè)備，但也有很多技術(shù)含量不是很高的物件。

　　例 如一個測量太陽位置的日晷。日晷是人類在千年以前便發(fā)明的技術(shù)。這個日晷還可以對帶有紅、藍(lán)、黃、綠四色的3D彩色主攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)，而當(dāng)“好奇”號火星 車任務(wù)結(jié)束后，這個日晷將作為紀(jì)念物留在火星上，其底盤一側(cè)刻著“致火星，致探索”的字樣，另一側(cè)刻著“火星2012”，空白處還刻著16種語言的“火 星”一詞。

　　這個日晷的底盤上還刻著一段話：“幾千年來，火星都激發(fā)著我們的想象。首先，我們視火星為一個飄零的星球，將戰(zhàn)爭從神的世界帶到人間。最近幾個世紀(jì)中，太空望遠(yuǎn)鏡中發(fā)現(xiàn)的這個行星不斷變化的表面，讓我們想到，火星和地球的氣候有類似之處……”

　　工程師們還在“好奇”號火星車上安裝了一枚“幸運幣”，以便對攝像頭進(jìn)行校準(zhǔn)。這是一枚1909年首次制造出的、紀(jì)念林肯總統(tǒng)的林肯幣。

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