加注核燃料 调试机械臂 火星2020漫游车的准备工作有点忙

尽管欧洲的富兰克林火星车和中国的萤火2号都因为不同原因有延迟的风险,但NASA的火星2020漫游车却丝毫没有放慢整合的步伐,继上个月安装完火星车的6个轮子、一个桅杆和两个相机后,火星车的基本状态已经完成。日前,喷气推进实验室(JPL)的工作人员们已经开始给火星车加注核燃料,这预示着火星车的发布已不可逆转。

核电池插入到火星车中 黄管是热交换器

2020火星车的电力主要靠多任务“放射性同位素热电发电机”系统来提供,该系统也被叫做“核电池”。核电池是通过放射性同位素的自然衰变产生的热量来转变为电能。主要由两部分构成,分别是产生热量的钚-238热源模块和热电转换的耦合器。任务刚开始时,电池将给火星2020漫游车提供110瓦的电力,但随着钚-238的衰变,所能提供的电力功率也将逐步衰减,但驱动火星车是足够的,额外的电力还将用于给火星车保温。

这已经是美国第28次在航天器中使用同位素电池,最早一次可以追溯到40多年前的旅行者号探测器,核电池成功的解决了飞船距离太阳太远无法利用太阳能的问题,如今旅行者号依然在太阳系边缘快速前进。而最近一次使用核电池的就是2012年的好奇号火星车,核电池提供的强大电力使好奇号已在火星上连续工作了7年之久。另外,NASA的多数深空任务大多使用了放射性同位素电池。

2020火星车安装电机

目前只有俄罗斯和美国等的少数企业依然保持着热核电池原料“钚-238”的生产能力,之前美国也一直进口俄罗斯的原料,但随着深空任务越来越多,美国已经重启原料生产线。中国的嫦娥3号、嫦娥4号以及准备发射的萤火2号火星车也都携带者该型同位素电池,但由于我国已经关闭了钚元素的产线,原料也是由俄罗斯提供的。

除了给火星2020漫游车加注热核燃料,JPL的工作人员还测试了一把车载的机械臂──这是由5个关节和电动马达构成的机械关节,甚至比人的手臂还灵活,能像专家一样在火星上拾取样本并进行分析。在近日的试车中,工作人员首次让固定在火星车上的回转塔台与机械臂的肘关节进行联动,并成功举起了约40kg的载荷。这对于2020火星车很重要,因为它将用手臂部署仪器,还要负责打包岩石样本并封装。

2020火星车张开了机械臂

JPL专家说,“这是我们第一次看到火星车的机械臂如此协调的工作,它可以像人一样攫取重物并托举、转移,我们对2020火星车能顺利打包火星样本充满了信心”。火星车打包封存火星样本像是两集电影中间的“彩蛋”,作为好奇号的亲兄弟,2020漫游车的本职工作是寻找火星生命的迹象,但打包封存后的样本,将等待8年后的下一艘火星飞船前来取走。

中国火星漫游车概念

NASA已经与欧洲空间局展开了合作,共同打造火星采样返回计划。其中欧洲将研制一辆火星取货车,随美国的飞船着陆后,行驶到早已封装好的火星样本处,取回样本并由飞船送回地球。1997年的旅居者号开始,NASA的火星漫游车计划更像是一部精彩的连续剧。从旅居者号的成功着陆到勇气号和机遇号的长期生存,再到首次使用的大型火星车好奇号,然后是好奇号的兄弟打包火星样本,最后由它的继任者带回地球。

阿联酋的希望号火星探测器

人类探索火星已经超过50年的时间,原本2020年将是火星探测的大年,美国漫游车、欧洲ExoMar火星车、中国萤火2号和阿联酋的希望号探测器最初都计划于明年发射,现在比较明确的就是阿联酋的希望号已经推迟了,欧洲和中国的火星车还有待确认,但2020年我们依然有希望看到不止一艘火星探测器升空。

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