滑向火星:最初的探测车

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


黄金地段。好奇号的着陆区 (NASA/JPL)

当全世界屏息等待美国宇航局的好奇号探测车在8月6日(美国东部时间)尝试安全着陆火星时,回顾过去的探测车是很有意思的。我们都听说过精神号(2010年报废)和机遇号(仍然在工作),以及它们之前的技术先驱旅居者号(火星探路者任务的一部分),但在这些勇敢的机器人火星风化层上转动轮子之前,还有更早一代的探险者试图留下他们的印记。

1971年,苏联向这颗红色星球发射了两艘几乎相同的宇宙飞船:火星2号和火星3号。每一艘都由一个轨道器和一个着陆器组成,后者携带着非凡的小机器——第一批火星探测车。


关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


火星2号/3号着陆器,花瓣展开

计划是让下降舱进入火星大气层,利用它们的发动机和姿态喷嘴来控制和减缓它们的运动,并在进行相当剧烈的撞击之前部署降落伞——仪器仅被几乎球形的着陆舱中的泡沫缓冲。这些舱体每个大约四英尺宽,连同它们的空气制动隔热罩和燃料火箭,重量大约为地球重量的2500磅。着陆后,舱体将打开4个“花瓣”以帮助它们自行扶正(后来探测车任务复制的方法)并调整仪器的方向。

一辆Prop-M探测车

每个舱体中的特殊乘客是一个重仅10磅(地球重量)的小型探测车,简称“Prop-M”。Prop-M探测车通过一根十五米长的脐带连接到着陆舱,传输电力和遥测数据。它的运动方式简单而巧妙:越野滑雪。每个探测车都坐在一对金属滑板或滑雪板上,这些滑板会来回滑动,使探测车在火星上向前移动。设计这个的人显然很熟悉在漫长冰雪覆盖的冬天出行——考虑到没有人知道火星表面的硬度,这种旅行方式非常有意义。它在机械上也很简单,几乎和儿童的发条玩具一样,几乎不会出错。

遗憾的是,它未能成功经受住实际尝试在另一个星球上着陆的严酷考验。火星2号着陆器由于进入角度过陡而失败,成为人类在火星上产生的第一个残骸。火星3号的情况稍好,实现了历史性的软着陆——但在失败之前只传输了15秒。如果着陆情况更好,Prop-M探测车本应被机械臂放置在风化层上,然后滑走。每个探测车都有基本的障碍物检测机制——简单的金属杆,如果被推就会导致探测车转弯,并且每个探测车都携带仪器,以定期测试风化层的密度和穿透深度。着陆舱本身携带一个扫描电子相机(与后来的海盗号着陆器上的相机类似)和大气测量设备(包括质谱仪)。它还具有检查表面样本的化学成分和构成(特别是测试是否存在有机(碳)化合物)的能力。

不是火星,只是噪音(可能)——1971年火星3号着陆器传输的第一张也是唯一一张图像

不幸的是,火星3号传输的唯一图像似乎只是噪音。如果任务持续几分钟以上,Prop-M本可以成为第一个在火星表面被拍摄到的“游客”。苏联科学家还知道,通过观察Prop-M探测车留下的轨迹,他们可以了解火星风化层的成分,这个技巧在几十年后最终被使用

尽管着陆失败,火星2号和3号轨道器还是发回了大量关于火星环境和地形的信息,这是在人类登上月球仅仅两年后取得的非凡成就。

因此,在2012年8月6日,当我们焦急地等待听到好奇号是否安全到达盖尔陨石坑内部时,请为那些四十多年前几乎成功在火星上滑雪的开拓性探测车们稍作停留。

© . All rights reserved.