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美国航天局要造飞碟 2030年后送人去火星

时间:2015-05-18  来源:腾讯科技   发布:高端装备网 
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  飞碟不再是科幻小说中外星人的交通工具,而将成为载人登陆火星的飞行器。至少按照美国航空航天局的设想是这样的。其设在加州的喷气推进实验室正在测试低密度超音速减速器(LDSD)项目,其中就包括搭载宇航员登陆火星的飞碟。

 

  美国航天局曾在2012年将好奇号探测车送到火星表面,当时所用的技术不能完成载人任务。因此美国航空航天局将通过低密度超音速减速器项目进一步推进宇宙飞船技术,目的是让宇宙飞船进入火星大气层之后以最安全、最经济高效的方式将速度降下来。

 

  在搭载更重负荷的宇宙飞船接近火星时,最经济高效的减速方式是利用大气中的自然阻力或摩擦力来减速。LDSD的表面积较大,这可以在它着陆过程中最大程度地制造自然阻力,以帮助它减速和安全着陆。

 

  宇宙飞船也可以从阻力加大中受益,因此科学家们开发了超音速充气气动制动器(SIAD),目标越大,它产生的减速效果就越好。

 

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  这张图中间的是SIAD,它右边是LDSD。就如它的名字一样,SIAD是一个充气管,它可以将LDSD飞行器的整体尺寸从直径15英尺增加到26英尺。

 

  SIAD的任务就是将LDSD的机体包住,然后用压缩气体充气。美国航空航天局设计了两个不同版本的SIAD,一个可以通过充气形成一个20英尺宽的环体,用于未来的机器人任务;另一个通过充气形成一个26英尺宽的环体,用于最终的载人任务。

 

  SIAD的任务是将速度为2600英里每小时或更高的飞行器的速度降低到1500英里每小时或更低。为了测试高速飞行中的LDSD飞行器和SIAD材料的坚固性,美国航空航天局的工程师们将LDSD飞行器捆绑在火箭滑橇上,然后在飞行器达到超音速时对它进行充气。

 

  然而,SIAD只能将飞行器的速度降低到1500英里每小时左右,而这样的速度对于安全着陆来说仍然太高了一些。因此,美国航空航天局设计出历史上最大的超音速降落伞。降落之后,那些降落伞就坠入大洋底部。这是去年6月LDSD飞行器试飞后带着降落伞落入太平洋底部的一张照片。

 

  这种试飞可以测试SIAD及其降落伞的减速效果。虽然他们是在地球上进行测试的,但是他们模拟了LDSD飞行器抵达火星时的超音速速度。因此他们将飞行器送入距离地球18万英尺的高空。这幅图就是测试的工作原理图。

 

  首先,利用一个气球将LDSD送入高空。注意这个飞行器的重量超过了6800磅,因此所用的气球也非常巨大。从最下方到最上方,整套设计的长度比华盛顿纪念碑还要高。在距离地表12万英尺的高空,气球抛下它搭载的货物。

 

  之后,飞行器底部的火箭点燃引擎,将飞行器的速度提高到音速的4倍并将它的高度再提高6万英尺。这时飞行器距离地表的距离就达到了18万英尺,这里的空气已经非常稀薄了,就跟火星表面的大气环境差不多。到达这个位置后,SIAD开始充气,将飞行器的速度降低到1500英里每小时左右。

 

  随后,LDSD开始向下坠落,同时打开100英尺宽的降落伞。从气球起飞到飞行器坠入太平洋,整个测试过程耗时大约3小时。

 

  气球是从美国海军设在夏威夷考艾岛的太平洋导弹靶场放飞的,美国海军拆弹专家小组的两名成员协助美国航空航天局从飞行器坠落地点收回飞行器。

 

  最终,他们用一架强大的吊车将飞行器从太平洋中打捞上来,运回岸边进行更多的测试。LDSD项目经理马克·阿德勒在声明中表示,试飞取得了巨大的成功。他说:“测试的飞行器工作状态良好,我们完成了所有的飞行任务。”

 

  去年那次取得了成功的试飞只是3次试飞中的第一次。美国航空航天局计划在2015年再进行两次试飞。按计划下一次试飞将在6月份进行,他们希望在下一次试飞中解决一个跟降落伞有关的重要问题。在去年的测试过程中,降落伞被撕成了碎片。

 

  至于美国航空航天局设计的飞碟何时才能将人类送上火星现在还不清楚。但是最近,著名科学家比尔·奈伊宣布,与70名专家一起分析了预算之后,估计美国航天局要等到2030年代晚期才能将第一批人送上火星

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