NASA在实验室建了个“火星花园”重现洞察号着陆环境

2018/12/21 dogstar 0 幻灯模式

12月19日,洞察号探测器成功的在火星表面安放了此次任务的首个科学仪器——地震计

12月19日,洞察号探测器成功的在火星表面安放了此次任务的首个科学仪器——地震计

洞察号放置地震仪过程动图,全过程由洞察号甲板下方的设备背景相机(ICC)拍摄。

洞察号放置地震仪过程动图,全过程由洞察号甲板下方的设备背景相机(ICC)拍摄。

12月19日,洞察号已经在火星表面放置此次任务的第一个科学仪器——地震计,这也是人类探测器首次在火星地表放置地震检测装置。但在上周,地球上的工程师早就已经“目睹”了这一幕。 

与好奇号火星车任务相似,洞察号在美国宇航局喷气推进实验室(JPL)里还有一个“孪生兄弟”,一台全尺寸的工作模型。JPL的工程师给它取了个恰如其分的名字“ForeSight”,中文可以考虑译作“先知号”或者“预见号”,不仅与洞察号的英文“Insight”相对应,也暗示了它的功能。 

为了能够演练洞察号在火星安放科学仪器的过程,JPL的工程师根据探测飞船拍摄的照片,在室内打造了一个“火星岩石花园”。经过的一耙一铲的精心施工,工程师铺设了一片碎石模拟火星的沙子,这种材料因而也被称为“火星形成(Marsforming)”。 

工程师还在“火星岩石花园”内铺了一层10厘米的石榴石,以便模拟洞察号前方地表的高度和坡度。在“花园”中,还放置着一些木块,标记了洞察号放置地震计和热流探头的区域范围。 

“火星岩石花园”和先知号

“火星岩石花园”和先知号

工程师在进行仔细的测量

工程师在进行仔细的测量

四个小时复制一个细节 

工程师还会依靠高精度相机测量需要复制的每个细节特征,任何大于2厘米的石头细节都不会被放过。正因如此,复制任何一个着陆点细节,大约需要四个小时。 

实际上,较大的石块对洞察号、还有它将要安放到地表的仪器才是复杂的挑战。任务团队必须确保连接的线缆不会碰到锋利的石头或与之发生摩擦。值得庆幸的是,上周获得的洞察号周围工作空间的图像显示,该区域基本平整没有什么石块,比预计的要好。 

JPL的Marleen Sundgaard正在指导“火星岩石花园”的工作,他说:”这对我们要进行的科学任务非常有利。这正是着陆团队向我们承诺过的平坦停车场。“ 

JPL博士后研究员Nate Williams解释说:”在洞察号周围到处是从附近陨坑飞溅过来的石块。它们可以飞溅到几公里远,远近取决于陨坑大小。很庆幸,洞察号前方没有太多的岩石。“ 

Williams还透露,在洞察号21米远的位置有一些小石块,“火星形成”材料难以模拟。凭借地理学家的慧眼,Williams挑选了一些符合洞察号周围石块大小及位置特征的岩石样品。 

JPL工程师带着增强现实头盔HoloLens勘察地形

JPL工程师带着增强现实头盔HoloLens勘察地形


增强现实头盔来帮忙 

通过微软的增强现实头盔HoloLens,洞察号着陆点数字模型将被投射在“花园”上,JPL的工程师将能看到一个发光的红色火星表面,洞察号前方的实际地形会以蓝色轮廓线指示出。这样,他们就能查看是否需要增加或是去除一些砾石。而这也是HoloLens在JPL的一项新应用。过去几年,美国宇航局好奇号任务的科学家一直在依靠HoloLens,虚拟探访火星,决定接下来的探测目标。 

借助种种方式,JPL工程师就是为了让它们创造的“火星岩石花园”更接近真实情况,从而获得更为可靠的测试结果。 

工程师在火星岩石花园演练放置科学仪器

工程师在火星岩石花园演练放置科学仪器

洞察号的放置科学仪器的工作空间

先知号前方放置科学仪器的工作空间

工程师检查科学仪器的安放

工程师检查科学仪器的安放

选定安放科学仪器首选位置

上周末,洞察号团队一直在操作“先知号”,控制机械臂的每个动作,确保仪器的线缆远离岩石。周一早上,他们已经确认了安放科学仪器的首选位置:地震计将被放置在洞察号正前方约1.6米处,热流探头则将被放置在大致相同的距离上,但位于地震计左侧约1.2米处。 

12月18日,JPL工程师给洞察号发送了放置地震计的指令。就在19日,洞察号已经成功将地震吊起并放置在指定位置,这也是人类探测器首次在火星地表放置地震检测装置。 

后续的任务中,地球上的“火星岩石花园”和先知号也将继续帮助174万亿公里外的洞察号完成各种挑战。(dogstar)