? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?航天時代?火星探索?歐洲航天局的探索“小獵犬2號”

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2021-06-26? ?青野云麓? ?

? ? ?小獵犬2號是英國一個未能完成任務(wù)的著陸航天器，是歐洲空間局2003年火星快車號任務(wù)的一部分。它從火星特快車上釋放出來后的第六天，正準(zhǔn)備按計劃進(jìn)入大氣層時，失去了它所有的聯(lián)系。也許它根本就沒上去火星，而是被彈出了大氣層，進(jìn)入環(huán)日軌道；或是在降落過程中被大氣燃燒殆盡。亦或是達(dá)到了火星表面，卻撞到了超硬的物體，更或是由于某個錯誤而無法與地球聯(lián)系。

2015年1月16日，英國航天局局長大衛(wèi)?帕克爾(David Parker)證實，已失聯(lián)12年之久的小獵犬2號火星探測器已經(jīng)找到。

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命名由來

小獵犬2的名字來自曾兩次跟隨對達(dá)爾文遠(yuǎn)征的小獵犬號帆船，這兩次遠(yuǎn)征促使達(dá)爾文形成了進(jìn)化論。這個登陸器也被認(rèn)為是“獵犬號”，并在后面加上探測器的數(shù)字。

設(shè)計背景

“小獵犬2”是由英國公開大學(xué)的科林?皮林格教授（Colin Pillinger）為首的英國學(xué)術(shù)小組與萊斯特大學(xué)合作構(gòu)想出來的。名副其實，它的目的就是為了搜尋火星生命信息，如皮林格教授所說：

“小獵犬號在19世紀(jì)30年代載著達(dá)爾文探索世界，并因此使我們對地球生命的認(rèn)知獲得了一個巨大的飛躍。我們希望小獵犬2也能在探索火星生命上取得如此成就。” 北緯10.6°，西經(jīng)270°，依西迪斯平原一塊巨大平坦的沉積盆地邊界，火星原始高地和北部平原之間的交界處，被選定為著陸點。專家期望登陸器能持續(xù)工作180天，如果可能，持續(xù)一個火星年（687地球日）的工作?！靶～C犬2”登陸器的任務(wù)是探明著陸地點的地質(zhì)狀況、礦產(chǎn)資源、土壤成分、氧化狀態(tài)、大氣的物理屬性、表層土壤分層、收集火星氣象學(xué)及氣候?qū)W的相關(guān)數(shù)據(jù)等，并尋找可能的生命跡象。

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研發(fā)啟動

2000年，主要研發(fā)工作開始啟動，歐洲宇航防務(wù)集團負(fù)責(zé)項目管理，萊斯特大學(xué)負(fù)責(zé)任務(wù)管理，包括相關(guān)的發(fā)射后操作準(zhǔn)備和操作控制中心。 經(jīng)過廣泛的公眾宣傳并取得資金支持后，設(shè)計人員尋求并得到了英國藝術(shù)家的參與和認(rèn)同。任務(wù)的呼叫信號由布勒樂隊作曲；校準(zhǔn)“小獵犬2”相機和光譜分析儀的'檢測卡片'（校準(zhǔn)用片）由達(dá)米恩?赫斯特繪制。

登陸操作控制中心（LOCC）設(shè)在萊斯特大學(xué)的英國國家太空中心，從這里可以看到如何控制航天器，中心對公眾開放參觀。中心還包括控制“小獵犬2”的操作系統(tǒng)、程序流程分析工具和科學(xué)遙測，準(zhǔn)備活動序列、通訊系統(tǒng)及地面測試模型所需的虛擬現(xiàn)實工具。地面測試模型由多種不同的“小獵犬2”系統(tǒng)建造，這些數(shù)據(jù)收集起來形成一套完整的登陸電子信息。地面測試模型幾乎是不停的運行各種工程和科學(xué)命令，以此來檢測著陸順序，驗證所搭載的軟件。

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發(fā)射失敗

“火星特快車”在世界標(biāo)準(zhǔn)時間2003年6月2日17:45發(fā)射于拜科努爾?！靶～C犬2”裝在火星特快車的頂端平臺。2003年12月19日8：31，登陸器由快車發(fā)射至飛向火星的彈射軌道。12月25日“小獵犬2”發(fā)射6天后，按計劃，要以20000公里/小時的速度進(jìn)入火星大氣層。登陸器外覆蓋著涂有NORCOAT（一種由EADS生產(chǎn)的燒蝕材料）的隔熱罩，來抵御進(jìn)入大氣層時的熱量。按火星探路者所經(jīng)歷的熱流來說，火星大氣層中炙熱氣體產(chǎn)生的輻射和壓力最高點估計可達(dá)100W/cm2左右。 在火星大氣層中降落后，降落傘被打開，到離地1公里的高度，巨大的氣囊開始充氣，將登陸器包起來，減輕著陸時的沖擊力。著陸時間預(yù)計在世界時12月25日02:45（歐洲航天局時間12月24日21:45）。著陸后氣囊減壓，登陸器的頂部打開。此時，應(yīng)該向火星特快車發(fā)一次信號，當(dāng)?shù)貢r間的早晨會再發(fā)一次，以此證明“小獵犬2”成功著陸并渡過在火星上的第一個夜晚。立體相機和一個彈出式鏡子將拍攝著陸地點周圍的全景圖像，然后登陸器的機械臂展開。機械臂會用各種裝備采取樣品并儲存起來以便日后研究，“鼴鼠”也開始工作，在以登陸器3公里為半徑的范圍內(nèi)掃描地面，挖取巖石下的土壤樣品進(jìn)行分析。

英國政府在“小獵犬2”上花費了超過2千2百萬英鎊（4千萬美元），剩下的4千4百萬英鎊（8千萬美元）來自私人投資。

雖然“小獵犬2”被成功的從母船火星特快車發(fā)射出來，但成功登陸的消息卻一直沒能得以證實。確認(rèn)信息應(yīng)該在2003年12月25號傳來，“小獵犬2”應(yīng)當(dāng)聯(lián)系早已在軌道上的美國國家航空航天局的2001火星奧德賽號，然而接下來的幾天，卓瑞爾河岸天文臺的洛弗爾望遠(yuǎn)鏡也沒能收到“小獵犬2”的信號。工作組說，他們?nèi)匀弧皾M懷希望”的期待發(fā)現(xiàn)返回信號。

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確認(rèn)失蹤

2004年1月到2月，火星特快車一直多次試圖聯(lián)系“小獵犬2”。第一次嘗試開始于2004年1月7日，以失敗告終。雖然一直進(jìn)行頻繁嘗試，但最有希望取得成功的是1月12日那天，“小獵犬2”預(yù)設(shè)為會被剛好飛過正上方的火星特快車探測器發(fā)現(xiàn)。然而直到2月2日，探測器要轉(zhuǎn)為自動發(fā)射的后備模式時為止，也未能同“小獵犬2”建立任何形式的通訊聯(lián)系。 目標(biāo)著陸地區(qū)的中心的照片顯示此處有一個火山撞擊坑，有人認(rèn)為也許是登陸器的?？康攸c剛好在撞擊坑壁形成的陰影中，所以發(fā)射的信號無法傳送，但后來的高精度照片否認(rèn)了這一假設(shè)。

2004年2月6日，“小獵犬2”管理委員會宣布確認(rèn)“小獵犬2”失蹤。2月11日，歐洲航天局宣布要對“小獵犬2”任務(wù)的失敗進(jìn)行調(diào)查。

火星任務(wù)失敗是很正常的。在2006年，向火星的37次發(fā)射中，只有18次成功了。參見Mars Curse。

2004年5月，委員會將“小獵犬2”的調(diào)查報告提交給了歐洲航天局和英國科學(xué)大臣。最初，這個報告被列為機密文件，后經(jīng)過19份書面申請要求，報告終于公布于眾。

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歐洲空間局科學(xué)部負(fù)責(zé)人，提出了四種可能的失敗原因：

? “小獵犬2”進(jìn)入了科學(xué)家們完全沒有預(yù)計到的大氣層，很快就燃燒完了。也或許是被“反彈回太空中”。因為大氣中塵埃的成分分布不同，其溫度和密度也完全不同。

? 探測器的降落傘或緩沖氣囊沒有在正確的時間打開，或根本沒有打開。

? “小獵犬2”的后殼與降落傘絞在一起，使得降落傘沒能正確打開。

? “小獵犬2”在地表被氣囊和降落傘裹住了，沒法打開。

2005年2月，根據(jù)英國下議院科學(xué)與技術(shù)特別委員會的建議，報告公布于眾，萊斯特大學(xué)獨立出版了任務(wù)細(xì)節(jié)報告，包括可能的失敗模式，和一本《前車之鑒》的小冊子。

2005年12月20日，皮格林教授公布了一些來自火星全球探勘者號的圖片，他認(rèn)為“小獵犬2”落在降落點的一個火山口中，據(jù)稱，這張模糊圖片上的主降落點有一個黑斑，不遠(yuǎn)處，“小獵犬2”的太陽能板已經(jīng)展開，被一堆泄氣的氣囊包裹著。2007年2月，火星勘測軌道飛行器的高精度相機發(fā)現(xiàn)這塊地其實是空的。

重獲聯(lián)系

2015年1月16日，英國航天局局長大衛(wèi)?帕克爾(David Parker)證實，已失聯(lián)12年之久的小獵犬2號(Beagle 2)火星探測器已經(jīng)找到。