NASA下一個火星飛船的隔熱罩在測試時壞了

NASA的下一個火星飛船的隔熱罩剛剛打開。 幸運的是， 工程師們在地球上測試中發現了這一點， 遠在2020年火星探測器在火星上尋找可居住環境之前。 在準備著陸時， 探測器和飛行器的起落架都將被封裝在一個防護材料中：隔熱層——在穿越火星大氣層的過程中保持它們的安全。 在洛克希德·馬丁公司進行了一周的結構測試後， 工程師于4月12日發現了這一斷裂。 這一裂縫是意料之外的， 但是NASA的噴氣推進實驗室(該實驗室負責管理任務的發展)說， 任務應該在2020年如期完成。

火星科學實驗室進入火星大氣的概念圖， 圖片：NASA/JPL-Caltech

在著陸前， 熱遮罩在火星大氣中著陸時， 受到的傷害比火星2020年火星探測器所遇到的要大20%。 工程師們經常對空間設備進行測試， 以確保設備在正常情況下能夠正常工作。 噴氣推進實驗室在一份聲明中說：斷裂發生在盾的外邊緣， 並跨越了組件的周長，

正在努力瞭解斷裂的原因， 並確定是否需要將任何設計改變納入替換。 一個替代的隔熱罩將會被建造， 但是NASA告訴NPR， 它還沒有估計的成本。 目前， 科學家們將修復裂縫的隔熱罩以進行更早的發射測試。 早在2008年， 10年前首次測試了熱遮罩。 它最初是作為成功的火星好奇號探測車的一個備用盾牌。

2012年8月， “好奇號”登陸火星， 現在在蓋爾隕石坑的著陸地點附近有一座大山。 隔熱罩採用的是酚醛浸漬碳燒蝕劑(PICA)， 它是一種輕量的複合材料。 (任務管理人員試圖減輕航天器的重量， 因為較輕的太空船需要更少的火箭燃料)美國國家航空航天局還成功地在“星塵號”任務上發射了一顆“PICA盾”， 該探測器於2006年返回了一顆彗星的樣本。

在美國國家航空航天局(NASA)成功與PICA取得成功的漫長歷史啟發下， SpaceX公司為“龍”貨運飛船製造了自己的PICA另外版本。 龍定期向國際空間站運送物資， 目前還沒有重大的隔熱問題。 SpaceX公司還在建造一種運載人類， 該公司應該在未來一年左右開始試飛。

儘管PICA熱遮罩在太空飛行中得到了很好的測試， 但在2013年的《太空船與火箭》雜誌上的一項研究表明， 它在結構上是脆弱的。 在這項研究中， 美國國家航空航天局的研究人員對燒焦的PICA、“未使用的”PICA和一種叫做纖維形態的前體材料進行了斷裂試驗。 他們感興趣的是在微尺度上找出熱遮罩故障。 前體物質確實比原始的和燒焦的異象更弱。 研究人員還發現， 在PICA材料中存在一個“多孔基質”有助於吸收斷裂能量。

目前還不知道2020年火星的熱遮罩裂縫。 噴氣推進實驗室在聲明中表示：雖然斷裂是意料之外的， 但它代表了為什麼太空飛行的硬體要提前進行測試， 以便在發射前進行設計更改或修復。

但是2020年火星上的挫折也顯示了探索火星的難度。 多年來， 許多航天器在那裡消失了， 最近的一次是在2016年， 歐洲航天局(European Space Agency)的ExoMars Schiaparelli測試著陸器。 NASA的InSight lander原本應該在2016年發射， 但是發射推遲到2018年5月5日(如果它按時發射的話)。 任務管理人員發現了這次任務的主要工具之一：內部結構的震盪實驗。 火星和地球只會對每兩年發射一次的航天器有利， 因為當行星距離足夠近的時候， 太空船就可以在不使用大量燃料的情況下飛到火星上去，

所以NASA決定等到2018年下一次火星發射的時候。

博科園-科學科普｜文：Elizabeth Howell/Live Science