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未来的航天器如何在金星或欧罗瓦处理棘手的着陆

时间:2022-01-28 17:52:04 来源:

了解世界的最佳方式是触摸它。科学家们在太阳系中观察了该行星和卫星的几个世纪以来,几十年来已经飞过了球体过去的宇宙飞船。但要真正了解这些世界,研究人员需要弄脏他们的手 - 或至少是一个宇宙飞船的着陆垫。

自太阳时代的黎明以来,火星和月亮几乎得到了所有的着陆器。只有少数宇宙飞船落在金星,我们的其他最近邻居世界,没有人在欧罗特触及,这是木星的冰冷的月亮被认为是太阳系中最好的地方,寻找当前生活的最佳位置(SN :5/2/14).

研究人员正在努力改变这一点。在若干谈判中,在5月1日至12月17日从12月1日到12月17日,行星科学家和工程师讨论了新的技巧,假设未来的航天器可能需要降落在金星和欧罗瓦的不熟悉的地形上。任务仍处于设计阶段,并不在NASA的发布时间表,但科学家们希望准备好。

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导航venusian手套

金星是一个令人惊叹的难以访问的世界(SN:2/13/18).它的灼热温度和粉碎大气压已经摧毁了每一个航天器幸运,足以在抵达约2小时内到达表面。最早在30多年前,尽管人们对维纳斯的表面曾经有人居住的行星科学家之间的信心增加了(SN:8/26/16).过去的可能性,以及金星上的生活是科学家急于回归的一个原因(SN:10/28/20).

在AGU会议上讨论的拟议计划之一中,科学家们已经骑了,折叠山地地形,称为Tessera在他们的景点。“在陶格拉地势上安全着陆是绝对必要的,以满足我们的科学目标,”阿拉斯加大学的Grosetary Scientics Joshuice Connachely在谈到会议的谈话中表示。“我们必须这样做。”

Knicely是由康涅狄格州米德尔敦韦斯利大学地质学家玛莎吉尔莫尔领导的研究的一部分。,设计一个可以在20世纪30年代推出的金星的假设任务。特派团将包括三个轨道,一个浮游在云层和较陆地上的机会,可以钻取和分析令人骨质岩石样本。这种地形被认为是形成的,在大陆的边缘很久以前在彼此下滑,将新的岩石带到了表面上有一些版本的板块构造。在地球上,这种重新铺设可能一直很重要,使这个星球热情的生活(SN:4/22/20).

拆卸,折叠的山地地形在金星上称为Tessera(明亮地区在美国美国宇航局的麦哲伦航天器的这种虚假图像中)可能已经通过了长期构造的构造活动.JPL-CALTECH / NASA

但在金星上的这些地区降落可能是特别困难的。不幸的是,行星的最佳地图 - 从1990年代的NASA的Magellan Orbiter - 无法讲述工程师斜坡在Tessera地形中的陡峭。这些地图表明,大多数人数小于30度,着陆器可以用四条伸缩腿处理。但有些人可能达到60度,让航天器容易受到膨胀。

“我们对地面的理解非常糟糕,”Gilmore在谈到会议的谈话中说。“巨石大小是多少?什么是岩石尺寸分布?它蓬松吗?“

因此,着陆器需要某种智能导航系统来挑选出最佳地点和转向那里。但这需要转向带来另一个问题:与火星上的着陆器不同,金星着陆器不能使用小火箭发动机在下降时慢下来。

火箭的形状量身定制到它将推动的空气密度。这就是为什么发射地球航天器的火箭有两个部分:一个用于地球的大气层,一个用于近乎真空空间。金星的气氛变化了密度和压力,在空间和地球的表面之间,“掉落一公里就会从火箭完全工作的角度来看,它会消失并且可能会吹嘘自己,”威力人士说。

该拟议的着陆器将使用粉丝来推动潜艇,而不是火箭队,而不是火箭队,几乎像潜艇,将浓度的弱势变成一个优势。

地球的气氛也呈现出最大的挑战:看到地面。金星的密集气氛比地球或火星散发出来,模糊了表面的视图,直到最后几公里的下降。

更糟糕的是,散射的光使它看起来像照明一下子,就像把手电筒照射到雾中一样。没有阴影可以帮助显示陡峭的斜坡或揭示着陆器可能会崩溃的大巨石。这是一个主要问题,据威力,因为所有现有的导航软件都假定光来自一个方向。

“如果我们看不到地面,我们就找不到安全的东西,”威力说。“我们也找不到科学在哪里。”他说,虽然提出了对金星着陆的其他挑战的解决方案,但他说,这个仍然是最大的障碍。

粘在欧罗巴上的着陆

另一方面,木星的冰冷的Moon Europa没有空气来模糊表面或破碎火箭。一个假设的未来欧洲兰德兰德,也在AGU会议上讨论,可以使用“Sky Crane”技术(SN:8/6/12).该方法,其中平台悬停在表面上方的使用火箭并将航天器落到地面上,用于在2012年在火星上落地了大学里流动站,并将在2021年2月用于PerseVERANGE兰德。

“工程师非常兴奋,不得不在途中不得不处理氛围,”加利福尼亚帕萨迪纳帕萨迪纳的喷气机推进实验室的航天器工程师Jo Pitsics说,在会议上的录音谈话中。

仍然有很多科学家对欧罗巴的表面不了解,这可能对任何触及的兰德有影响,这是另一个谈话的推进实验室的行星科学家Marissa Cameron表示。

月球景观的最佳观点来自20世纪90年代的伽利略轨道,而且可以看到的最小功能是半公里。一些科学家们建议欧罗巴可以体育锯齿状冰穗,类似于智利和山脉的冰特征,这些山脉的冰藏是与鞠躬头的连帽僧侣的相似之处 - 尽管更新的工作表明欧罗巴缺乏氛围,应该保持血迹缺乏成型。

另一个使命,欧罗巴剪刀,已经进行的欧罗巴剪刀将在这个十年后访问Jovian Moon时需要更高分辨率的图像,这应该有助于澄清这个问题。

与此同时,科学家和工程师正在为欧洲装配速度运行精心制作的着装排练,从真空室中的不同化学组成的模拟ice,将一个名为Olaf的假着兰德从起重机上掉下来看看它是如何持有的。

“我们有一个要求说,地形可以有任何配置 - 锯齿状,坑洼,你叫做它 - 我们必须能够符合该表面并稳定,”喷射推进的工程师John Gallon说:“John Gallon说实验室。(虚设着陆器被称为他4岁的女儿在电影中冻结的人物的最爱角色。)

OLAF是一个可能的欧洲兰德的规模模型,是帮助美国航空航天局的工程师测试不同策略的木星冰冷的月亮。流浪者被冻结的雪人命名。

在过去的两年里,加仑和同事通过像MariOnette这样的天花板悬挂着陆器,在实验室中测试了不同的着陆脚,腿和配置。该悬架有助于模拟欧罗巴的重力,这是地球的第一个。

没有大量的重力,在试图降落时,巨大的着陆器可以很容易地反弹并损坏。“你不会像体操运动员那样粘在酒吧,”加仑说。“他的团队尝试了粘的脚,碗形脚,弹簧压缩并推入锁定的表面和腿,以帮助兰德留在各种各样的地形上。兰德可能像桌子一样蹲下像嘴巴,取决于它降落的曲面类型。

虽然OLAF在工作中努力帮助科学家们将在建立一个成功的欧罗巴兰德,使命本身就像其Venusian对手一样,仍然只在一些行星科学家的愿望清单上。与此同时,其他研究人员梦想到航行到完全不同的世界,包括土星的喷泉月球enceladus。

“有些人会挑选最爱,”卡梅隆说。“我只想落地我们从未去过那不是火星。我很乐意。“


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