美国宇航局的下一辆火星探测车在通往火星的道路上面临严峻挑战

一份新报告详细说明了可能导致火星2020探测车超预算和延误的问题

这张艺术家的渲染图显示了美国宇航局的火星2020探测车的顶部桅杆,它可能在火星表面滚动时出现。然而,在任务到达火星之前,它必须首先克服几个困难的发展障碍。

一项独立审查已经确定了美国宇航局下一辆火星探测车开发中的几个值得关注的领域,该航天机构的目标是在2020年7月发射该探测车。

例如,2020火星探测车任务的样本采集系统所需的技术似乎相对不成熟,而且该机器人的七个科学仪器中有五个具有“压缩的开发时间表”,美国宇航局监察长办公室(OIG)的一份新报告说。

OIG报告(于1月30日星期一发布)说,这些问题和其他几个问题可能会影响火星2020项目经理实现任务技术目标、达到项目里程碑(例如预期的发射日期)和控制成本的能力。 [美国宇航局的火星2020探测车任务图片(图库)]


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OIG对美国宇航局的计划和行动进行客观监督,并独立向该航天机构的管理员、国会和公众报告其调查结果。

“过于乐观”的项目?

正如OIG文件中指出的那样,自1964年以来,美国宇航局在探索火星的任务上花费了超过210亿美元,包括火星表面的四辆机器人探测车、五个静态着陆器和众多轨道飞行器。

火星2020是美国宇航局的下一个大型红色星球表面任务。这个耗资24亿美元的机器人的主体主要基于好奇号探测车,自2012年8月以来一直在探索火星。这项新任务的目标是寻找红色星球过去生命的迹象,并收集和储存样本,这些样本将由未来的任务取回。

新的报告说,火星2020有几个与时间表相关的问题,可能表明该项目“过于乐观”。根据该文件,最大的风险是探测车的样本和缓存子系统。

在2016年2月的任务初步设计审查(PDR)中,采样系统的三项关键技术低于技术就绪水平(TRL)6,这意味着他们的原型“尚未展示执行所有所需功能的能力”,报告的作者写道

“与采样系统相关的关键技术的不成熟令人担忧,因为根据火星2020项目经理的说法,采样系统是探测车最复杂的新开发组件,延误可能会蚕食该项目的进度储备,在最坏的情况下,[他们]可能会延迟发射,”该报告补充说。“截至2016年12月,该项目正在追踪风险,即采样系统可能无法按照计划在2019年5月准备好进行集成和测试,即航天器被制造、进行最终测试并为发射做准备的时期。”

OIG文件报告说,火星2020项目经理还面临其他几个挑战。

其中包括“执行器(负责移动和控制探测车上的部件和仪器的组件)的延迟交付;放弃旨在评估在火星上产生氧气的可行性的火星原位资源利用实验(MOXIE)的工程模型,作为一种节省成本的措施;确保探测车不超过其设计的1050公斤[2315磅]的质量限制;以及解决可能影响其及时向项目交付组件的外国合作伙伴资金问题。”

总的来说,根据OIG的报告,到2016年2月PDR时,2020探测车任务的七项已确定的“关键技术”中有五项未达到建议的TRL 6。但该文件指出,到2016年12月,火星2020项目人员显示所有七项技术都已达到TRL 6。

质量监控

OIG还指出,火星2020团队正在重新设计新探测车的车轮,以防止好奇号在其在红色星球上的4.5年中所经历的磨损

火星2020的车轮将是好奇号的两倍厚,并为新探测车增加22磅(10公斤)的质量。新的报告说,火星2020的工程师还在考虑进行软件更改,以提高探测车将车轮驱动与红色星球地形匹配的能力。

尽管项目经理预计火星2020探测车的质量不会进一步增加,但他们正在监控六轮机器人手臂末端的炮塔的质量和体积,OIG报告指出。如有必要,可以采取其他措施,使探测车的质量保持在2315磅(1050公斤)以下。这些步骤可能包括从任务中移除拟议的直升机技术演示。(根据OIG的报告,这种迷你直升机将在探测车之前飞行,帮助侦察火星表面最佳的行驶路线和科学兴趣点。)

计划中的行动

OIG官员表示,美国宇航局正在采取措施解决报告提出的问题。

OIG报告说:“我们向美国宇航局管理层提供了本报告的草案,他们同意了我们的建议,并描述了为解决这些问题而计划采取的行动。”

您可以在这里阅读完整的OIG报告:https://oig.nasa.gov/audits/reports/FY17/IG-17-009.pdf

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Leonard David is author of Moon Rush: The New Space Race (National Geographic, 2019) and Mars: Our Future on the Red Planet (National Geographic, 2016). He has been reporting on the space industry for more than five decades.

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