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本文来自微信民众号：果壳（ID：Guokr42），作者：太空精酿，原文题目：《殒命七分钟！毅力号明天破晓上岸火星》，题图来自：视觉中国
天问一号发回的首张近距离火星照片 | CNSA
火星，太阳系里的那颗红色行星，最近宾客盈门。
先是2月9日，阿联酋的希望号探测器抵达火星，制动进入围绕轨道。
1天后，中国的天问一号也顺遂泊入环火轨道。虽然携带了着陆器和巡视器，但天问一号要先对火星勘探约莫3个月，然后才会择机上岸火星。
而北京时间明天破晓，美国的毅力号也将抵达火星。与希望号和天问一号差别，毅力号不会围绕火星，而是会直接下降。
于是，2021年首场上岸火星大戏，将由毅力号火星车上演。
毅力号还携带了机智号无人机，这将是直升机手艺在地球以外的首次应用 | NASA
玄色七分钟
上岸火星，绝非易事。
火星拥有大气，因此着陆器可以像在地球一样，使用空气阻力和下降伞连系的方式来减速。但火星大气十分稀薄，平均密度不足地球的1%。下降伞所能减到的最终速率依然很大，必须通过自动的动力制动减速，才气平安下降到火星外面。
凭据着陆区域高度和地貌的差别，从进入火星大气层到最后落地，着陆器上岸火星的历程总时长仅为7分钟～8分钟。
毅力号着陆的历程包罗1000多个动作，这一切需要在7分钟左右精准完成 | NASA
而此时此刻，火星距离地球跨越2亿千米，从地球到火星单程通讯时延跨越11分钟。这意味着，着陆器上岸火星的历程不可能由地球上人工控制，只能依赖着陆系统自主完成。
因此，上岸火星的历程又被形貌为“玄色七分钟”，甚至“殒命七分钟”。
毅力号将直奔火星 | NASA
在抵近火星后，火星车会最后一次与地球通讯，确保各系统正常事情。随后，提供通讯和动力的模块脱离，火星车将直奔火星大气层而去。
在此历程中，姿态控制喷气发动机将更先事情，严格控制着陆轨迹的角度与偏向。若是角度过大，突入大气层发生的热量就会跨越隔热层的极限，着陆器会销毁；若是角度过小，着陆器则像打水漂一样平常会滑入深空，错过这唯一一次上岸火星的时机。
角度调整完毕，受到珍爱的火星车在火星上空约100千米处径直突入火星大气层，速率跨越5000米/秒。
“殒命七分钟”正式更先！
被严密珍爱中的毅力号冲进火星大气 | NASA
层层减速
距离火星外面45千米高度，火星车隔热层的热量到达巅峰，温度将到达惊人的2100℃。
在内部高科技珍爱和外部隔热层的伟大牺牲下，火星车所处的温度仅为10℃左右。
在这个历程中，大气也帮着陆器实现了减速效果，将它的速率降到450米/秒左右。
毅力号打开下降伞 | NASA
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距离火星外面11千米高度，着陆器将打开伟大的下降伞，直径15米，高50米，是人类在其他行星上用过的更大下降伞。
下降伞撑开75秒后，火星车的速率终于降到了仅有90米/秒。
这已经是隔热大底和下降伞拼尽全力事情的极限，但依然快得足以让火星车摔得赴汤蹈火。
还不够慢，需要进一步减速。
三代火星车尺寸对比，毅力号的巨细与图中最右的好奇号相同 | NASA
这最后一步减速，差别的火星车可谓各显神通。
NASA的第一代旅居者号火星车，个头只有微波炉巨细，以验证手艺为主，由探路者号着陆器携带着下降到火星外面。
勇气号和时机号火星车，型跨越200千克，携带的仪器相对庞大，接纳火箭反推和气囊弹跳完成最后的减速。
而毅力号，体型跟好奇号相当，重量跨越900千克，必须动用NASA的行星着陆更高科技才有可能平安上岸火星。
这种黑科技，称为空中吊车。
空中吊车助毅力号最终减速 | NASA/JPL
空中吊车
空中吊车在2012年好奇号上岸火星时首次亮相，惊艳众人。毅力号火星车将使用同样的空中吊车手艺，完成上岸火星的最后一步减速。
在与下降伞脱离之后，安装在毅力号上方的空中吊车将启动8枚强力反冲火箭，将下降速率减至险些为0。这个历程中，火星车会被空中吊车护在中央。
靠近地面时，空中吊车低空悬停，用三根最长可达7.5米的尼龙绳将火星车悬吊下来。另外有一根“脐带”电缆与火星车相连，卖力信号和控制指令的传输。
空中吊车手艺辅助毅力号完成上岸火星的最后一步 | NASA/JPL
火星车的结构和动力系统逐渐睁开，底部传感器通过“脐带”向空中吊车讲述实时状态。一旦感应到火星车稳固触地，尼龙绳和电缆会在瞬间被切断。完成任务的空中吊车会用尽所有的能量，有多远飞多远，最终坠毁在远方。
整个历程就相当于把一辆家用小轿车从迪拜塔上扔下来后，中途启动空中吊车，悬停避障并稳稳地把小轿车安放在地，同时还不触发轿车的防盗报警系统。
难度之大，可想而知。
毅力号空中吊车手艺会举行进一步升级 | NASA
不仅如此，由于毅力号的预定着陆区域处在远古河流的三角洲区域，地形地貌庞大，它的空中吊车还集成了高度智能，能够自主规避风险区域，选择更优路径，将火星车放到最理想的地址。
若是说好奇号的空中吊车可以将它从迪拜塔平安“扔到”地面上，那毅力号的空中吊车则可以将它精准“扔到”停车位里。
毅力号火星车的预定上岸地址 | NASA/ESA/Justin Cowart
若是一切顺遂，北京时间明天破晓4点55分，毅力号将下降在火星杰泽罗陨击坑内一处显著的三角洲冲积扇四周。
数十亿年前，这里曾是一片泽国。若是火星上真的泛起过生命，这里应该最有希望能够找到远古生命的遗迹。这也正是毅力号火星车前往那颗红色星球的主要目的之一。
预祝毅力号上岸火星乐成！
本文来自微信民众号：果壳（ID：Guokr42），作者：太空精酿
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