? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?航天時(shí)代?火星探索?歐洲航天局的探索“小獵犬2號(hào)”

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

? ? ?小獵犬2號(hào)是英國(guó)一個(gè)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(hào)任務(wù)的一部分。它從火星特快車上釋放出來(lái)后的第六天，正準(zhǔn)備按計(jì)劃進(jìn)入大氣層時(shí)，失去了它所有的聯(lián)系。也許它根本就沒(méi)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(guò)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(gè)錯(cuò)誤而無(wú)法與地球聯(lián)系。

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

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命名由來(lái)

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

設(shè)計(jì)背景

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

“小獵犬號(hào)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(duì)地球生命的認(rèn)知獲得了一個(gè)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(diǎn)。專家期望登陸器能持續(xù)工作180天，如果可能，持續(xù)一個(gè)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(diǎn)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(dòng)

2000年，主要研發(fā)工作開始啟動(dòng)，歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)負(fù)責(zé)項(xiàng)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(guò)廣泛的公眾宣傳并取得資金支持后，設(shè)計(jì)人員尋求并得到了英國(guó)藝術(shù)家的參與和認(rèn)同。任務(wù)的呼叫信號(hào)由布勒樂(lè)隊(duì)作曲；校準(zhǔn)“小獵犬2”相機(jī)和光譜分析儀的'檢測(cè)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(guó)國(guó)家太空中心，從這里可以看到如何控制航天器，中心對(duì)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(cè)，準(zhǔn)備活動(dòng)序列、通訊系統(tǒng)及地面測(cè)試模型所需的虛擬現(xiàn)實(shí)工具。地面測(cè)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(lái)形成一套完整的登陸電子信息。地面測(cè)試模型幾乎是不停的運(yùn)行各種工程和科學(xué)命令，以此來(lái)檢測(cè)著陸順序，驗(yàn)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(shí)間2003年6月2日17:45發(fā)射于拜科努爾。“小獵犬2”裝在火星特快車的頂端平臺(tái)。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(jì)劃，要以20000公里/小時(shí)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(lái)抵御進(jìn)入大氣層時(shí)的熱量。按火星探路者所經(jīng)歷的熱流來(lái)說(shuō)，火星大氣層中炙熱氣體產(chǎn)生的輻射和壓力最高點(diǎn)估計(jì)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(lái)，減輕著陸時(shí)的沖擊力。著陸時(shí)間預(yù)計(jì)在世界時(shí)12月25日02:45（歐洲航天局時(shí)間12月24日21:45）。著陸后氣囊減壓，登陸器的頂部打開。此時(shí)，應(yīng)該向火星特快車發(fā)一次信號(hào)，當(dāng)?shù)貢r(shí)間的早晨會(huì)再發(fā)一次，以此證明“小獵犬2”成功著陸并渡過(guò)在火星上的第一個(gè)夜晚。立體相機(jī)和一個(gè)彈出式鏡子將拍攝著陸地點(diǎn)周圍的全景圖像，然后登陸器的機(jī)械臂展開。機(jī)械臂會(huì)用各種裝備采取樣品并儲(chǔ)存起來(lái)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(guó)政府在“小獵犬2”上花費(fèi)了超過(guò)2千2百萬(wàn)英鎊（4千萬(wàn)美元），剩下的4千4百萬(wàn)英鎊（8千萬(wàn)美元）來(lái)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(lái)，但成功登陸的消息卻一直沒(méi)能得以證實(shí)。確認(rèn)信息應(yīng)該在2003年12月25號(hào)傳來(lái)，“小獵犬2”應(yīng)當(dāng)聯(lián)系早已在軌道上的美國(guó)國(guó)家航空航天局的2001火星奧德賽號(hào)，然而接下來(lái)的幾天，卓瑞爾河岸天文臺(tái)的洛弗爾望遠(yuǎn)鏡也沒(méi)能收到“小獵犬2”的信號(hào)。工作組說(shuō)，他們?nèi)匀弧皾M懷希望”的期待發(fā)現(xiàn)返回信號(hào)。

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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(huì)被剛好飛過(guò)正上方的火星特快車探測(cè)器發(fā)現(xiàn)。然而直到2月2日，探測(cè)器要轉(zhuǎn)為自動(dòng)發(fā)射的后備模式時(shí)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(gè)火山撞擊坑，有人認(rèn)為也許是登陸器的?？康攸c(diǎn)剛好在撞擊坑壁形成的陰影中，所以發(fā)射的信號(hào)無(wú)法傳送，但后來(lái)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(huì)宣布確認(rèn)“小獵犬2”失蹤。2月11日，歐洲航天局宣布要對(duì)“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(jiàn)Mars Curse。

2004年5月，委員會(huì)將“小獵犬2”的調(diào)查報(bào)告提交給了歐洲航天局和英國(guó)科學(xué)大臣。最初，這個(gè)報(bào)告被列為機(jī)密文件，后經(jīng)過(guò)19份書面申請(qǐng)要求，報(bào)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(méi)有預(yù)計(jì)到的大氣層，很快就燃燒完了。也或許是被“反彈回太空中”。因?yàn)榇髿庵袎m埃的成分分布不同，其溫度和密度也完全不同。

? 探測(cè)器的降落傘或緩沖氣囊沒(méi)有在正確的時(shí)間打開，或根本沒(méi)有打開。

? “小獵犬2”的后殼與降落傘絞在一起，使得降落傘沒(méi)能正確打開。

? “小獵犬2”在地表被氣囊和降落傘裹住了，沒(méi)法打開。

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

2005年12月20日，皮格林教授公布了一些來(lái)自火星全球探勘者號(hào)的圖片，他認(rèn)為“小獵犬2”落在降落點(diǎn)的一個(gè)火山口中，據(jù)稱，這張模糊圖片上的主降落點(diǎn)有一個(gè)黑斑，不遠(yuǎn)處，“小獵犬2”的太陽(yáng)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(cè)軌道飛行器的高精度相機(jī)發(fā)現(xiàn)這塊地其實(shí)是空的。

重獲聯(lián)系

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